Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 100.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 100.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 100.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 100.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 100.000

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

log 10 ( 1 100.000 ) = -5, eben weil 10-5 = 1 100.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 5 ) .

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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 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 = 25 1 2

log 25 ( 5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 = 25 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 = 25 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 = 25 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 5 ) = log 25 ( 25 1 2 ) = 1 2 , eben weil 25 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 212.954.729 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 212.954.729 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 212.954.729 ist.

Dabei kommt man auf 1 1000000000 = 1 10 9 = 10-9 < 1 212.954.729 und auf 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8 > 1 212.954.729 .

Und da wir bei log 10 ( 1 212.954.729 ) ja das ☐ von 10 = 1 212.954.729 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -9 und -8 liegen, wegen:
10-9 = 1 10 9 = 1 1000000000 < 1 212.954.729 < 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8

Es gilt somit: -9 < log 10 ( 1 212.954.729 ) < -8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01 x ) - 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( 0,01 x ) - lg( x )
= lg( 0,01 ) - lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 -2 ) - lg( x ) - lg( x )
= -2 - lg( x ) - lg( x )
= -2 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50 ) - lg( 5 ) .

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lg( 50 ) - lg( 5 )

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

= lg( 50 5 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 2 x ) + lg( 5 x ) + lg( 100 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 2 x ) + lg( 5 x ) + lg( 100 x 2 )

= - lg( 1 2 x ) + lg( 5 x -1 ) + lg( 100 x 2 )

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

= -( lg( 1 2 ) + lg( x ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 100 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 1 2 ) - lg( x ) + lg( 5 ) + lg( 1 x ) + lg( 100 ) + lg( x 2 )

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

= - lg( 1 2 ) - lg( x ) + lg( 5 ) - lg( x ) + lg( 100 ) +2 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( 2 ) - lg( x ) + lg( 5 ) - lg( x ) + lg( 100 ) +2 lg( x )

= lg( 100 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 100 · 5 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3