Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 15 ( 1 225 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 225 zur Basis 15, also die Hochzahl mit der man 15 potenzieren muss, um auf 1 225 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 15 = 1 225 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 15-Potenz zu schreiben versuchen, also 15 = 1 225

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

log 15 ( 1 225 ) = -2, eben weil 15-2 = 1 225 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 8 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 8 um: 1 8 = 8 -1

Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

Also schreiben wir 1 8 = 8 -1 = ( 2 3 ) -1 = 2 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 -3 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 -3 = ( 4 1 2 ) -3 = 4 - 3 2

log 4 ( 1 8 ) = log 4 ( 2 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 -3 = 4 - 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 -3 = 4 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 -3 = 4 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 8 ) = log 4 ( 2 -3 ) = log 4 ( 4 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 4 - 3 2 = 1 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (765340603) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 765340603, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 765340603 ist.

Dabei kommt man auf 10 8 = 108 < 765340603 und auf 10 9 = 109 > 765340603.

Und da wir bei log 10 (765340603) ja das ☐ von 10 = 765340603 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 8 und 9 liegen, wegen:
108 = 10 8 < 765340603 < 10 9 = 109

Es gilt somit: 8 < log 10 (765340603) < 9

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) -2 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( 0,01x ) -2 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -2 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 13 ( 507 ) - log 13 ( 3 ) .

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log 13 ( 507 ) - log 13 ( 3 )

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

= log 13 ( 507 3 )

= log 13 ( 169 )

= log 13 ( 13 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 2 x ) - lg( 1 20 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 2 x ) - lg( 1 20 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 )

= lg( 5 2 x -1 ) - lg( 1 20 x 2 ) - lg( 1 2 x -3 )

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

= lg( 5 2 ) + lg( 1 x ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 5 2 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 20 ) - lg( x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 5 2 ) - lg( x ) - lg( 1 20 ) -2 lg( x ) - lg( 1 2 ) +3 lg( x )

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

= lg( 5 ) - lg( 2 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +3 lg( x )

= lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20 · 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2