Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 5 ) .

Lösung einblenden

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

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

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 256 ( 1 16 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 16 um: 1 16 = 16 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 16 sondern zur Basis 256 suchen und 256 gerade 16² ist (also 16 = 256 = 256 1 2 ), formen wir 16 -1 noch so um, dass sie 256 als Basis hat:

16 -1 = ( 256 1 2 ) -1 = 256 - 1 2

log 256 ( 1 16 ) = log 256 ( 16 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 16 -1 = 256 - 1 2 zur Basis 256 suchen, also die Hochzahl mit der man 256 potenzieren muss, um auf 16 -1 = 256 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 256 = 16 -1 = 256 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 256 ( 1 16 ) = log 256 ( 16 -1 ) = log 256 ( 256 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 256 - 1 2 = 1 16 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (6) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 6, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 6 ist.

Dabei kommt man auf 2 2 = 22 < 6 und auf 2 3 = 23 > 6.

Und da wir bei log 2 (6) ja das ☐ von 2 = 6 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
22 = 2 2 < 6 < 2 3 = 23

Es gilt somit: 2 < log 2 (6) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 4 ( 16x ) - log 4 ( 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 4 ( 16x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 16 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 4 2 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 2 + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 320 ) - log 4 ( 20 ) .

Lösung einblenden

log 4 ( 320 ) - log 4 ( 20 )

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

= log 4 ( 320 20 )

= log 4 ( 16 )

= log 4 ( 4 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 1000 ) + lg( 2 x 3 ) + lg( 5 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 1000 ) + lg( 2 x 3 ) + lg( 5 x 3 )

= lg( 1 1000 ) + lg( 2 x 3 ) + lg( 5 x -3 )

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

= lg( 1 1000 ) + lg( 1 ) + ( lg( 2 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 1000 ) + lg( 1 ) + lg( 2 ) + lg( x 3 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 1000 ) +0 + lg( 2 ) +3 lg( x ) + lg( 5 ) -3 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( 1000 ) +0 + lg( 2 ) +3 lg( x ) + lg( 5 ) -3 lg( x )

= - lg( 1000 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 1000 · 5 · 2 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2