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 4 ( 4 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 4 5 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 4 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 4 5 als 4 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 4☐ = 4 1 5

log 4 ( 4 5 ) = 1 5 , eben weil 4 1 5 = 4 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 4 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (27) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 27, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 27 ist.

Dabei kommt man auf 2 4 = 24 < 27 und auf 2 5 = 25 > 27.

Und da wir bei log 2 (27) ja das ☐ von 2☐ = 27 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
24 = 2 4 < 27 < 2 5 = 25

Es gilt somit: 4 < log 2 (27) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000x ) +2 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( 10000000000x ) +2 lg( x )
= lg( 10000000000 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 10 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 10 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000000 ) + lg( 50 ) .

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lg( 2000000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 2000000 · 50 )

= lg( 100000000 )

= lg( 10 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 3 ) +2 lg( 1 x ) +2 lg( x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( x 3 ) +2 lg( 1 x ) +2 lg( x )
= 4 lg( x 3 ) +2 lg( x -1 ) +2 lg( x 1 2 )
= 12 lg( x ) -2 lg( x ) + lg( x )
= 11 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 4 ) - lg( 1250 x 4 ) - lg( 1 50 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 4 ) - lg( 1250 x 4 ) - lg( 1 50 x 3 )

= lg( 25 x 4 ) - lg( 1250 x 4 ) - lg( 1 50 x -3 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 4 ) - ( lg( 1250 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 25 ) + lg( x 4 ) - lg( 1250 ) - lg( x 4 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 25 ) +4 lg( x ) - lg( 1250 ) -4 lg( x ) - lg( 1 50 ) +3 lg( x )

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

= lg( 25 ) +4 lg( x ) - lg( 1250 ) -4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +3 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )