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 ( 3 3 ) .

Lösung einblenden

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 4 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 - 1 2

log 4 ( 1 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 ( 1 4 ) = log 4 ( 4 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 4 - 1 2 = 1 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (4) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 4, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 4 ist.

Dabei kommt man auf 3 = 31 < 4 und auf 3 2 = 32 > 4.

Und da wir bei log 3 (4) ja das ☐ von 3 = 4 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
31 = 3 < 4 < 3 2 = 32

Es gilt somit: 1 < log 3 (4) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1 x ) +3 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( 0,1 x ) +3 lg( x )
= lg( 0,1 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 -1 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= -1 - lg( x ) +3 lg( x )
= 2 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,004 ) - lg( 4 ) .

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lg( 0,004 ) - lg( 4 )

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

= lg( 0.004 4 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( x 3 ) + lg( x 4 )
= 6 lg( x ) +4 lg( x )
= 10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x ) + lg( 2 x ) - lg( 4000 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x ) + lg( 2 x ) - lg( 4000 x 2 )

= lg( 2 x -1 ) + lg( 2 x -1 ) - lg( 4000 x -2 )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 x ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 4000 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 x ) + lg( 2 ) + lg( 1 x ) - lg( 4000 ) - lg( 1 x 2 )

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

= lg( 2 ) - lg( x ) + lg( 2 ) - lg( x ) - lg( 4000 ) +2 lg( x )

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

= lg( 2 ) - lg( x ) + lg( 2 ) - lg( x ) - lg( 4000 ) +2 lg( x )

= - lg( 4000 ) + lg( 2 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 4000 · 2 · 2 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3