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 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 169 ( 13 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 13 sondern zur Basis 169 suchen und 169 gerade 13² ist (also 13 = 169 = 169 1 2 ), formen wir 13 noch so um, dass sie 169 als Basis hat:

13 = 169 1 2

log 169 ( 13 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 = 169 1 2 zur Basis 169 suchen, also die Hochzahl mit der man 169 potenzieren muss, um auf 13 = 169 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 169 = 13 = 169 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 169 ( 13 ) = log 169 ( 169 1 2 ) = 1 2 , eben weil 169 1 2 = 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (11) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 11, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 11 ist.

Dabei kommt man auf 5 = 51 < 11 und auf 5 2 = 52 > 11.

Und da wir bei log 5 (11) ja das ☐ von 5 = 11 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
51 = 5 < 11 < 5 2 = 52

Es gilt somit: 1 < log 5 (11) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000 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( 10000000 x ) -5 lg( x )
= lg( 10000000 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 7 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= 7 - lg( x ) -5 lg( x )
= -6 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) + lg( 5 ) .

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lg( 200 ) + lg( 5 )

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

= lg( 200 · 5 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 100.000 ) + lg( 20 x 3 ) - lg( 1 50 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 100.000 ) + lg( 20 x 3 ) - lg( 1 50 x 3 )

= lg( 1 100.000 ) + lg( 20 x -3 ) - lg( 1 50 x -3 )

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

= lg( 1 100.000 ) + lg( 1 ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 3 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 100.000 ) + lg( 1 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 3 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 100.000 ) +0 + lg( 20 ) -3 lg( x ) - lg( 1 50 ) +3 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( 100000 ) +0 + lg( 20 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +3 lg( x )

= - lg( 100000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 100.000 · 50 · 20 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2