Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 12 ( 12 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 12 4 zur Basis 12, also die Hochzahl mit der man 12 potenzieren muss, um auf 12 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 12☐ = 12 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 12 4 als 12 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 12☐ = 12 1 4

log 12 ( 12 4 ) = 1 4 , eben weil 12 1 4 = 12 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 1 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 5 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 ( 1 4 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 4 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 4 ist.

Dabei kommt man auf 1 5 = 1 5 = 5-1 < 1 4 und auf 1 = 1 = 5-0 > 1 4 .

Und da wir bei log 5 ( 1 4 ) ja das ☐ von 5☐ = 1 4 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
5-1 = 1 5 = 1 5 < 1 4 < 1 = 1 = 5-0

Es gilt somit: -1 < log 5 ( 1 4 ) < -0

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +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( 0,01x ) +4 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -2 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000 ) + lg( 50 ) .

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lg( 2000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 2000 · 50 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 3 )
= 3 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 ) + lg( 25 x 4 ) + lg( 10 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 ) + lg( 25 x 4 ) + lg( 10 x 4 )

= lg( 4 ) + lg( 25 x 4 ) + lg( 10 x -4 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 ) + ( lg( 25 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 10 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 ) + lg( 25 ) + lg( x 4 ) + lg( 10 ) + lg( 1 x 4 )

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

= lg( 4 ) +0 + lg( 25 ) +4 lg( x ) + lg( 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( 4 ) +0 + lg( 25 ) +4 lg( x ) + lg( 10 ) -4 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 10 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25 · 10 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3