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 10 ( 1 1.000.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1.000.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1.000.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1.000.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 1.000.000.000

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

log 10 ( 1 1.000.000.000 ) = -9, eben weil 10-9 = 1 1.000.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (18) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 18, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 18 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 18 und auf 3 3 = 33 > 18.

Und da wir bei log 3 (18) ja das ☐ von 3 = 18 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 18 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (18) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 27 ) - log 3 ( 3 ) .

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log 3 ( 27 ) - log 3 ( 3 )

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

= log 3 ( 27 3 )

= log 3 ( 9 )

= log 3 ( 3 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) +2 lg( x 4 )
= lg( x 1 2 ) +2 lg( x 4 )
= 1 2 lg( x ) +8 lg( x )
= 17 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 2 ) + lg( 1 12500 ) + lg( 25 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 2 ) + lg( 1 12500 ) + lg( 25 x 2 )

= lg( 5 x 2 ) + lg( 1 12500 ) + lg( 25 x -2 )

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

= lg( 5 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 1 12500 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 5 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 12500 ) + lg( 1 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 2 )

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

= lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 1 12500 ) +0 + lg( 25 ) -2 lg( x )

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

= lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 12500 ) +0 + lg( 25 ) -2 lg( x )

= - lg( 12500 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 12500 · 25 · 5 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2