Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 gilt.

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 64 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 64 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4☐ = 1 64

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

log 4 ( 1 64 ) = -3, eben weil 4-3 = 1 64 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 ) .

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Zuerst schreiben wir 10 um: 10 = 10 1 2

log 10 ( 10 ) = log 10 ( 10 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 1 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 10 ) = log 10 ( 10 1 2 ) = 1 2 , eben weil 10 1 2 = 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 25 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 25 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 25 ist.

Dabei kommt man auf 1 32 = 1 2 5 = 2-5 < 1 25 und auf 1 16 = 1 2 4 = 2-4 > 1 25 .

Und da wir bei log 2 ( 1 25 ) ja das ☐ von 2☐ = 1 25 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -5 und -4 liegen, wegen:
2-5 = 1 2 5 = 1 32 < 1 25 < 1 16 = 1 2 4 = 2-4

Es gilt somit: -5 < log 2 ( 1 25 ) < -4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) +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( 1000000x ) +3 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 6 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 300 ) - lg( 3 ) .

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lg( 300 ) - lg( 3 )

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

= lg( 300 3 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 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 )
= lg( x - 1 2 )
= - 1 2 lg( x )
= - 1 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 2 ) + lg( 125 ) + lg( 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 2 ) + lg( 125 ) + lg( 2 x 2 )

= lg( 4 x 2 ) + lg( 125 ) + lg( 2 x -2 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 125 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) + lg( 125 ) + lg( 1 ) + lg( 2 ) + lg( 1 x 2 )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 125 ) +0 + lg( 2 ) -2 lg( x )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 125 ) +0 + lg( 2 ) -2 lg( x )

= lg( 125 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( 125 · 4 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3