Aufgabenbeispiele von Logarithmus
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log berechnen (einfach)
Beispiel:
Berechne den Logarithmus log10(100000000).
Wir suchen den Logarithmus von 100000000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 100000000 zu kommen.
Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 100000000 gilt.
Aus der Erinnerung an die Potenzrechnung oder durch systematisches Probieren kommt man auf die Lösung:
log10(100000000) = 8, eben weil 108 = 100000000 gilt .
log berechnen
Beispiel:
Berechne den Logarithmus log10(110.000.000).
Wir suchen den Logarithmus von 110.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 110.000.000 zu kommen.
Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 110.000.000 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☐ = 110.000.000
Aus der Erinnerung an die Potenzrechnung oder durch systematisches Probieren kommt man auf die Lösung:
log10(110.000.000) = -7, eben weil 10-7 = 110.000.000 gilt .
log berechnen (schwer)
Beispiel:
Berechne den Logarithmus log18(1√18).
Zuerst schreiben wir 1√18 um: 1√18 = 18-12
log18(1√18) = log18(18-12) heißt, dass wir den Logarithmus von 18-12 zur Basis 18 suchen, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 18-12 zu kommen.
Also was muss in das Kästchen, damit 18☐ = 18-12 gilt.
Damit steht die Lösung praktisch schon da: log18(1√18) = log18(18-12) = -12, eben weil 18-12 = 1√18 gilt .
log im Interval bestimmen
Beispiel:
Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log5(14) liegt.
Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 14, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 14 ist.
Dabei kommt man auf 15 = 15 = 5-1 < 14 und auf 1 = 1 = 5-0 > 14.
Und da wir bei
log5(14) ja das ☐ von 5☐
= 14 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
5-1 =
15 =
15 < 14 <
1 =
1 = 5-0
Es gilt somit: -1 < log5(14) < -0
1. Logarithmusgesetz einfach
Beispiel:
Vereinfache lg(1000000x)-lg(x) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.
Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg(1000000x)-lg(x)
=
lg(1000000)+lg(x)-lg(x)
=
lg(106)+lg(x)-lg(x)
=
6+lg(x)-lg(x)
=
6
1. Logarithmusgesetz rückwärts
Beispiel:
Vereinfache: lg(0,5) - lg(5).
lg(0,5) - lg(5)
Jetzt wenden wir das Logarithmusgesetz log(ab) = log(a) - log(b) rückwärts an:
= lg(0.55)
= lg(0,1)
= lg(10-1)
= -1
2. Logarithmusgesetz einfach
Beispiel:
Vereinfache den Term 2lg(1x) zu einem Vielfachen von lg(x).
Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2lg(1x)
=
2lg(x-1)
=
-2lg(x)
=
-2lg(x)
Beide Logarithmusgesetze
Beispiel:
Vereinfache den Term lg(4x4)+lg(18x2)-lg(12x3) soweit wie möglich.
lg(4x4)+lg(18x2)-lg(12x3)
= lg(4x-4)+lg(18x2)-lg(12x3)
Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b) umformen zu:
= lg(4)+lg(1x4)+(lg(18)+lg(x2))-(lg(12)+lg(x3))
= lg(4)+lg(1x4)+lg(18)+lg(x2)-lg(12)-lg(x3)
Jetzt kann man mit dem 2. Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a) umformen zu:
= lg(4)-4lg(x)+lg(18)+2lg(x)-lg(12)-3lg(x)
Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log(ab) = log(a)- log(b) noch die Brüche im Logarithmus umformen:
= lg(4)-4lg(x)+lg(1)-lg(8)+2lg(x)-lg(1)+lg(2)-3lg(x)
= -5lg(x)-lg(8)+lg(4)+lg(2)
Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b) rückwärts umformen zu:
= -5lg(x)+lg(18·4·2)
= -5lg(x)+lg(12·2)
= -5lg(x)+lg(1)
= -5lg(x)