Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 5 ) .

Lösung einblenden

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

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

Wenn wir jetzt die 5 5 als 5 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 5

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 100000 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 100000 um: 1 100000 = 100000 -1

Man kann erkennen, dass 100000 eine Potenz ist: 100000 = 10 5

Also schreiben wir 1 100000 = 100000 -1 = ( 10 5 ) -1 = 10 -5

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 -5 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -5 = ( 100 1 2 ) -5 = 100 - 5 2

log 100 ( 1 100000 ) = log 100 ( 10 -5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -5 = 100 - 5 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -5 = 100 - 5 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 -5 = 100 - 5 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 100000 ) = log 100 ( 10 -5 ) = log 100 ( 100 - 5 2 ) = - 5 2 , eben weil 100 - 5 2 = 1 100000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (24) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 24, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 24 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 24 und auf 3 3 = 33 > 24.

Und da wir bei log 3 (24) ja das ☐ von 3 = 24 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 24 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (24) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 20000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20000 · 5 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 2 ) + lg( 1 250 x 10 ) + lg( 5 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 2 ) + lg( 1 250 x 10 ) + lg( 5 x 3 )

= lg( 50 x 2 ) + lg( 1 250 x -10 ) + lg( 5 x 3 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 1 250 ) + lg( 1 x 10 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 50 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 250 ) + lg( 1 x 10 ) + lg( 5 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 50 ) +2 lg( x ) + lg( 1 250 ) -10 lg( x ) + lg( 5 ) +3 lg( x )

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

= lg( 50 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 250 ) -10 lg( x ) + lg( 5 ) +3 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 250 ) + lg( 50 ) + lg( 5 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 250 · 50 · 5 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

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

= -5 lg( x )