Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 125 gilt.

Aus der Erinnerung an die Potenzrechnung oder durch systematisches Probieren kommt man auf die Lösung:

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 9 gilt.

An dem Bruch mit der 1 im Zähler kann man schnell erkennen, dass die Hochzahl negativ sein muss. Um auf den Betrag des gesuchten Exponenten zu kommen, können wir auch zuerst mal nur den Nenner als 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 9

Aus der Erinnerung an die Potenzrechnung oder durch systematisches Probieren kommt man auf die Lösung:

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 125 ) .

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Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 3 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 3 = ( 25 1 2 ) 3 = 25 3 2

log 25 ( 125 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 3 = 25 3 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 3 = 25 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 3 = 25 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 125 ) = log 25 ( 25 3 2 ) = 3 2 , eben weil 25 3 2 = 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (31) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 31, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 31 ist.

Dabei kommt man auf 2 4 = 24 < 31 und auf 2 5 = 25 > 31.

Und da wir bei log 2 (31) ja das ☐ von 2 = 31 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
24 = 2 4 < 31 < 2 5 = 25

Es gilt somit: 4 < log 2 (31) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -5 lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 0.00001x ) -5 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= -5 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500 ) + lg( 20 )

Jetzt wenden wir das Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b) rückwärts an:

= lg( 500 · 20 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 )
= 4 lg( x )
= 4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5x ) - lg( 1 50 x 3 ) + lg( 4 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 5x ) - lg( 1 50 x 3 ) + lg( 4 x 2 )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b) umformen zu:

= lg( 5 ) + lg( x ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 1 50 ) - lg( x 3 ) + lg( 4 ) + lg( x 2 )

Jetzt kann man mit dem 2. Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a) umformen zu:

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 1 50 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log( a b ) = log(a)- log(b) noch die Brüche im Logarithmus umformen:

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x )

= lg( 50 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b) rückwärts umformen zu:

= lg( 50 · 5 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3