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 4 ( 1 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 4 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4☐ = 1 4

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 15 ( 15 ) .

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Zuerst schreiben wir 15 um: 15 = 15 1 2

log 15 ( 15 ) = log 15 ( 15 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 1 2 zur Basis 15 suchen, also die Hochzahl mit der man 15 potenzieren muss, um auf 15 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 15☐ = 15 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 15 ( 15 ) = log 15 ( 15 1 2 ) = 1 2 , eben weil 15 1 2 = 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (3) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 3, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 3 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 50 < 3 und auf 5 = 51 > 3.

Und da wir bei log 5 (3) ja das ☐ von 5☐ = 3 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
50 = 1 < 3 < 5 = 51

Es gilt somit: 0 < log 5 (3) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001x ) +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( 0,001x ) +5 lg( x )
= lg( 0,001 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 -3 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= -3 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) - lg( 5 ) .

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lg( 500 ) - lg( 5 )

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

= lg( 500 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x ) +2 lg( x 2 ) + lg( x ) 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 2 ) + lg( x )
= lg( x 1 2 ) +2 lg( x 2 ) + lg( x 1 2 )
= 1 2 lg( x ) +4 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= 5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 5 x 3 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 1 50 x ) soweit wie möglich.

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lg( 2 5 x 3 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 1 50 x )

= lg( 2 5 x -3 ) - lg( 1 50 x -2 ) - lg( 1 50 x -1 )

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

= lg( 2 5 ) + lg( 1 x 3 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 2 5 ) + lg( 1 x 3 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x )

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

= lg( 2 5 ) -3 lg( x ) - lg( 1 50 ) +2 lg( x ) - lg( 1 50 ) + lg( x )

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

= lg( 2 ) - lg( 5 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) + lg( x )

= lg( 50 ) + lg( 50 ) - lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50 · 50 5 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3