Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 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 3 ( 1 80 ) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 80 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 80 ist.

Dabei kommt man auf 1 81 = 1 3 4 = 3-4 < 1 80 und auf 1 27 = 1 3 3 = 3-3 > 1 80 .

Und da wir bei log 3 ( 1 80 ) ja das ☐ von 3☐ = 1 80 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -4 und -3 liegen, wegen:
3-4 = 1 3 4 = 1 81 < 1 80 < 1 27 = 1 3 3 = 3-3

Es gilt somit: -4 < log 3 ( 1 80 ) < -3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1 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( 0,1 x ) +4 lg( x )
= lg( 0,1 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -1 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= -1 - lg( x ) +4 lg( x )
= 3 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000 ) - lg( 20 ) .

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lg( 2000 ) - lg( 20 )

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

= lg( 2000 20 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

= 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