Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 25 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 25 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 25

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

log 5 ( 1 25 ) = -2, eben weil 5-2 = 1 25 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 ) .

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Zuerst schreiben wir 2 um: 2 = 2 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (32) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 32, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 32 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 32 und auf 3 4 = 34 > 32.

Und da wir bei log 3 (32) ja das ☐ von 3 = 32 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 32 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (32) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000 x ) -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( 10000 x ) -4 lg( x )
= lg( 10000 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 4 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= 4 - lg( x ) -4 lg( x )
= -5 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) + lg( 50 ) .

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lg( 20 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20 · 50 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 2 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 2 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x 2 ) + lg( x -1 ) + lg( x -3 )
= 2 lg( x ) - lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 3 ) - lg( 100 x 5 ) - lg( 1 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 3 ) - lg( 100 x 5 ) - lg( 1 20 x 2 )

= lg( 50 x 3 ) - lg( 100 x 5 ) - lg( 1 20 x -2 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 100 ) + lg( x 5 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) - lg( 100 ) - lg( x 5 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 2 )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 100 ) -5 lg( x ) - lg( 1 20 ) +2 lg( x )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 100 ) -5 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

= - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 100 · 50 · 20 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1