Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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

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

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

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

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

Wenn wir jetzt die 3 als 3 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 2

log 3 ( 3 ) = 1 2 , eben weil 3 1 2 = 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 10 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 = 100 1 2

log 100 ( 10 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 = 100 1 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 = 100 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 = 100 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 10 ) = log 100 ( 100 1 2 ) = 1 2 , eben weil 100 1 2 = 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 13 (150) liegt.

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Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 150, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 150 ist.

Dabei kommt man auf 13 = 131 < 150 und auf 13 2 = 132 > 150.

Und da wir bei log 13 (150) ja das ☐ von 13 = 150 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
131 = 13 < 150 < 13 2 = 132

Es gilt somit: 1 < log 13 (150) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000 x ) +2 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( 1000 x ) +2 lg( x )
= lg( 1000 ) - lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 3 ) - lg( x ) +2 lg( x )
= 3 - lg( x ) +2 lg( x )
= lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 5 ( 375 ) - log 5 ( 3 ) .

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log 5 ( 375 ) - log 5 ( 3 )

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

= log 5 ( 375 3 )

= log 5 ( 125 )

= log 5 ( 5 3 )

= 3

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( 1 2 x 2 ) - lg( 1 20 ) + lg( 5 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 2 x 2 ) - lg( 1 20 ) + lg( 5 2 x 2 )

= - lg( 1 2 x -2 ) - lg( 1 20 ) + lg( 5 2 x -2 )

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

= -( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 5 2 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 ) + lg( 5 2 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 1 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 20 ) +0 + lg( 5 2 ) -2 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +0 + lg( 5 ) - lg( 2 ) -2 lg( x )

= lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20 · 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2