Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 16 gilt.

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

log 4 (16) = 2, eben weil 42 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 5 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 5 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 5 als 2 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 5

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 27 ) .

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Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 3 = ( 9 1 2 ) 3 = 9 3 2

log 9 ( 27 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 3 = 9 3 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 3 = 9 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 3 = 9 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 27 ) = log 9 ( 9 3 2 ) = 3 2 , eben weil 9 3 2 = 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (59) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 59, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 59 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 59 und auf 3 4 = 34 > 59.

Und da wir bei log 3 (59) ja das ☐ von 3 = 59 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 59 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (59) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,0001x ) -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( 0,0001x ) -2 lg( x )
= lg( 0,0001 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -4 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -4 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 512 ) - log 2 ( 2 ) .

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log 2 ( 512 ) - log 2 ( 2 )

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

= log 2 ( 512 2 )

= log 2 ( 256 )

= log 2 ( 2 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -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( x 2 )
= -4 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 500 x 3 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 500 x 3 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 20 x 2 )

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

= -( lg( 500 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 500 ) - lg( x 3 ) + lg( 25 ) + lg( x 2 ) + lg( 20 ) + lg( x 2 )

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

= - lg( 500 ) -3 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 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( 500 ) -3 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

= lg( x ) - lg( 500 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= lg( x ) + lg( 1 500 · 25 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )