Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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Wir suchen den Logarithmus von 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 25 zu kommen.

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

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 3 ) .

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

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

Wenn wir jetzt die 3 3 als 3 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3☐ = 3 1 3

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (66) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 66, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 66 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 66 und auf 3 4 = 34 > 66.

Und da wir bei log 3 (66) ja das ☐ von 3☐ = 66 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 66 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (66) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 3 ( 9 x ) + log 3 ( 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):
log 3 ( 9 x ) + log 3 ( x )
= log 3 ( 9 ) - log 3 ( x ) + log 3 ( x )
= log 3 ( 3 2 ) - log 3 ( x ) + log 3 ( x )
= 2 - log 3 ( x ) + log 3 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40000 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40000 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40000 · 25 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x 2 ) +4 lg( x 2 )
= lg( x -3 ) + lg( x -2 ) +4 lg( x 2 )
= -3 lg( x ) -2 lg( x ) +8 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 3 ) + lg( 25 x ) - lg( 125x ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 3 ) + lg( 25 x ) - lg( 125x )

= lg( 5 x 3 ) + lg( 25 x -1 ) - lg( 125x )

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

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 125 ) + lg( x ) )

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x ) - lg( 125 ) - lg( x )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) - lg( x ) - lg( 125 ) - lg( x )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) - lg( x ) - lg( 125 ) - lg( x )

= lg( x ) - lg( 125 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )