Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 3 ) .

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

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

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 2 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 2 um: 1 2 = 2 -1

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 -1 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

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

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 -1 = 4 - 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (59) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 59, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 59 ist.

Dabei kommt man auf 2 5 = 25 < 59 und auf 2 6 = 26 > 59.

Und da wir bei log 2 (59) ja das ☐ von 2 = 59 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
25 = 2 5 < 59 < 2 6 = 26

Es gilt somit: 5 < log 2 (59) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000x ) +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( 10000000000x ) +5 lg( x )
= lg( 10000000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 10 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 10 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40 · 25 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) + lg( x 3 ) 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 3 )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x 3 )
= - 1 2 lg( x ) +3 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 4 ) + lg( 4 5 x 4 ) - lg( 1 25 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 4 ) + lg( 4 5 x 4 ) - lg( 1 25 )

= lg( 50 x -4 ) + lg( 4 5 x 4 ) - lg( 1 25 )

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

= lg( 50 ) + lg( 1 x 4 ) + ( lg( 4 5 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x 4 ) + lg( 4 5 ) + lg( x 4 ) - lg( 1 25 ) - lg( 1 )

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

= lg( 50 ) -4 lg( x ) + lg( 4 5 ) +4 lg( x ) - lg( 1 25 ) +0

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

= lg( 50 ) -4 lg( x ) + lg( 4 ) - lg( 5 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) +0

= lg( 50 ) + lg( 25 ) - lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= lg( 50 · 25 5 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3