Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 11 (121) .

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Wir suchen den Logarithmus von 121 zur Basis 11, also die Hochzahl mit der man 11 potenzieren muss, um auf 121 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 11☐ = 121 gilt.

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

log 11 (121) = 2, eben weil 112 = 121 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 14 ( 14 5 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 14 5 zur Basis 14, also die Hochzahl mit der man 14 potenzieren muss, um auf 14 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 14☐ = 14 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 14 5 als 14 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 14☐ = 14 1 5

log 14 ( 14 5 ) = 1 5 , eben weil 14 1 5 = 14 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 169 ( 1 13 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 13 um: 1 13 = 13 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 13 sondern zur Basis 169 suchen und 169 gerade 13² ist (also 13 = 169 = 169 1 2 ), formen wir 13 -1 noch so um, dass sie 169 als Basis hat:

13 -1 = ( 169 1 2 ) -1 = 169 - 1 2

log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 -1 = 169 - 1 2 zur Basis 169 suchen, also die Hochzahl mit der man 169 potenzieren muss, um auf 13 -1 = 169 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 169☐ = 13 -1 = 169 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) = log 169 ( 169 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 169 - 1 2 = 1 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 16 ( 1 134 ) liegt.

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Wir suchen 16er-Potenzen in der Näher von 1 134 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 134 ist.

Dabei kommt man auf 1 256 = 1 16 2 = 16-2 < 1 134 und auf 1 16 = 1 16 = 16-1 > 1 134 .

Und da wir bei log 16 ( 1 134 ) ja das ☐ von 16☐ = 1 134 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
16-2 = 1 16 2 = 1 256 < 1 134 < 1 16 = 1 16 = 16-1

Es gilt somit: -2 < log 16 ( 1 134 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) -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( 1000000x ) -5 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 6 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) + lg( 2 ) .

Lösung einblenden

lg( 5000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5000 · 2 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) + lg( x 3 )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x 3 )
= - 1 2 lg( x ) +3 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 2 ) - lg( 1 2 x 4 ) - lg( 40 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 2 ) - lg( 1 2 x 4 ) - lg( 40 x 3 )

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

= lg( 20 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 2 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 40 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 20 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( x 4 ) - lg( 40 ) - lg( x 3 )

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

= lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) -4 lg( x ) - lg( 40 ) -3 lg( x )

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

= lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) -4 lg( x ) - lg( 40 ) -3 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 40 · 20 · 2 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -5 lg( x )