Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 64 gilt.

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

log 4 (64) = 3, eben weil 43 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 3 5 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 3 5 als 3 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 5

log 3 ( 3 5 ) = 1 5 , eben weil 3 1 5 = 3 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (46) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 46, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 46 ist.

Dabei kommt man auf 2 5 = 25 < 46 und auf 2 6 = 26 > 46.

Und da wir bei log 2 (46) ja das ☐ von 2 = 46 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
25 = 2 5 < 46 < 2 6 = 26

Es gilt somit: 5 < log 2 (46) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) -4 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( 10000000x ) -4 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 7 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 18 ( 972 ) - log 18 ( 3 ) .

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log 18 ( 972 ) - log 18 ( 3 )

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

= log 18 ( 972 3 )

= log 18 ( 324 )

= log 18 ( 18 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 2 x 6 ) + lg( 4 x 2 ) + lg( 20 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 2 x 6 ) + lg( 4 x 2 ) + lg( 20 x 4 )

= lg( 25 2 x -6 ) + lg( 4 x 2 ) + lg( 20 x 4 )

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

= lg( 25 2 ) + lg( 1 x 6 ) + ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 25 2 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 4 ) + lg( x 2 ) + lg( 20 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 25 2 ) -6 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x )

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

= lg( 25 ) - lg( 2 ) -6 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 20 ) + lg( 4 ) - lg( 2 )

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

= lg( 25 · 20 · 4 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3