Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 128 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 1 128 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☐ = 1 128

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

log 2 ( 1 128 ) = -7, eben weil 2-7 = 1 128 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 -1 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -1 = ( 9 1 2 ) -1 = 9 - 1 2

log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -1 = 9 - 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -1 = 9 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9☐ = 3 -1 = 9 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) = log 9 ( 9 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 9 - 1 2 = 1 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (55) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 55, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 55 ist.

Dabei kommt man auf 4 2 = 42 < 55 und auf 4 3 = 43 > 55.

Und da wir bei log 4 (55) ja das ☐ von 4☐ = 55 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
42 = 4 2 < 55 < 4 3 = 43

Es gilt somit: 2 < log 4 (55) < 3

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 )
= 3 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) - lg( 50 ) .

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lg( 5000 ) - lg( 50 )

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

= lg( 5000 50 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 4 x 2 ) + lg( 1 80 x ) - lg( 1 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 4 x 2 ) + lg( 1 80 x ) - lg( 1 2 x 3 )

= - lg( 1 4 x -2 ) + lg( 1 80 x ) - lg( 1 2 x 3 )

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

= -( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 1 80 ) + lg( x ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 1 4 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 1 80 ) + lg( x ) - lg( 1 2 ) - lg( x 3 )

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

= - lg( 1 4 ) +2 lg( x ) + lg( 1 80 ) + 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( 1 ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 80 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) -3 lg( x )

= - lg( 80 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 80 · 4 · 2 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1