Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 16 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 16

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

log 2 ( 1 16 ) = -4, eben weil 2-4 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 1000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 1000 um: 1 1000 = 1000 -1

Man kann erkennen, dass 1000 eine Potenz ist: 1000 = 10 3

Also schreiben wir 1 1000 = 1000 -1 = ( 10 3 ) -1 = 10 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 -3 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -3 = ( 100 1 2 ) -3 = 100 - 3 2

log 100 ( 1 1000 ) = log 100 ( 10 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -3 = 100 - 3 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -3 = 100 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 -3 = 100 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 1000 ) = log 100 ( 10 -3 ) = log 100 ( 100 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 100 - 3 2 = 1 1000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (9) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 9, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 9 ist.

Dabei kommt man auf 4 = 41 < 9 und auf 4 2 = 42 > 9.

Und da wir bei log 4 (9) ja das ☐ von 4 = 9 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
41 = 4 < 9 < 4 2 = 42

Es gilt somit: 1 < log 4 (9) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +5 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( 100000000x ) +5 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 8 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 30 ) - lg( 3 ) .

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lg( 30 ) - lg( 3 )

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

= lg( 30 3 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) +4 lg( 1 x )
= lg( x 1 2 ) +4 lg( x - 1 2 )
= 1 2 lg( x ) -2 lg( x )
= - 3 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 20 x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 10 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 20 x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 10 x 4 )

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

= -( lg( 1 20 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 1 10 ) + lg( x 4 ) )

= - lg( 1 20 ) - lg( x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 ) + lg( 1 10 ) + lg( x 4 )

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

= - lg( 1 20 ) -4 lg( x ) + lg( 5 ) +0 + lg( 1 10 ) +4 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( 20 ) -4 lg( x ) + lg( 5 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 10 ) +4 lg( x )

= lg( 20 ) - lg( 10 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20 10 · 5 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1