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 10 ( 1 1.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 1.000.000

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

log 10 ( 1 1.000.000 ) = -6, eben weil 10-6 = 1 1.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 3 ) .

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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 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 = 9 1 2

log 9 ( 3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 = 9 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 = 9 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 = 9 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 3 ) = log 9 ( 9 1 2 ) = 1 2 , eben weil 9 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 12 (24) liegt.

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Wir suchen 12er-Potenzen in der Näher von 24, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 24 ist.

Dabei kommt man auf 12 = 121 < 24 und auf 12 2 = 122 > 24.

Und da wir bei log 12 (24) ja das ☐ von 12 = 24 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
121 = 12 < 24 < 12 2 = 122

Es gilt somit: 1 < log 12 (24) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001 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( 0,001 x ) -4 lg( x )
= lg( 0,001 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -3 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= -3 - lg( x ) -4 lg( x )
= -5 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 250 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x 2 ) +2 lg( 1 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 2 ) +2 lg( 1 x 2 )
= -2 lg( x -2 ) +2 lg( x -2 )
= 4 lg( x ) -4 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 50 x 3 ) - lg( 1 5 x ) + lg( 4 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 50 x 3 ) - lg( 1 5 x ) + lg( 4 x 2 )

= - lg( 1 50 x 3 ) - lg( 1 5 x -1 ) + lg( 4 x 2 )

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

= -( lg( 1 50 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 1 50 ) - lg( x 3 ) - lg( 1 5 ) - lg( 1 x ) + lg( 4 ) + lg( x 2 )

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

= - lg( 1 50 ) -3 lg( x ) - lg( 1 5 ) + lg( x ) + lg( 4 ) +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( 50 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x )

= lg( 50 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= lg( 50 · 5 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3