Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 ) .

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Zuerst schreiben wir 2 um: 2 = 2 1 2

log 2 ( 2 ) = log 2 ( 2 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 1 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 2 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 2 ) = log 2 ( 2 1 2 ) = 1 2 , eben weil 2 1 2 = 2 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (40) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 40, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 40 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 40 und auf 3 4 = 34 > 40.

Und da wir bei log 3 (40) ja das ☐ von 3 = 40 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 40 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (40) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10x ) +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( 10x ) +5 lg( x )
= lg( 10 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 1 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 200000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 200000 · 5 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 2 ) + lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 2 ) + lg( x 4 )
= lg( x -2 ) + lg( x 4 )
= -2 lg( x ) +4 lg( x )
= 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 4 x 2 ) - lg( 16 x 4 ) + lg( 4 x 5 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 4 x 2 ) - lg( 16 x 4 ) + lg( 4 x 5 )

= - lg( 1 4 x -2 ) - lg( 16 x -4 ) + lg( 4 x -5 )

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

= -( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 16 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 5 ) )

= - lg( 1 4 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 16 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 5 )

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

= - lg( 1 4 ) +2 lg( x ) - lg( 16 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -5 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) - lg( 16 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -5 lg( x )

= lg( x ) - lg( 16 ) + lg( 4 ) + lg( 4 )

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

= lg( x ) + lg( 1 16 · 4 · 4 )

= lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )