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 10000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 10000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 10000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 10000 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 10000

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

log 10 ( 1 10000 ) = -4, eben weil 10-4 = 1 10000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 5 um: 5 = 5 1 2

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (1011317) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1011317, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1011317 ist.

Dabei kommt man auf 10 6 = 106 < 1011317 und auf 10 7 = 107 > 1011317.

Und da wir bei log 10 (1011317) ja das ☐ von 10 = 1011317 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
106 = 10 6 < 1011317 < 10 7 = 107

Es gilt somit: 6 < log 10 (1011317) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) -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( 10000000x ) -4 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 7 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 11 ( 6050 ) - log 11 ( 50 ) .

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log 11 ( 6050 ) - log 11 ( 50 )

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

= log 11 ( 6050 50 )

= log 11 ( 121 )

= log 11 ( 11 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 ) + lg( 20 x 9 ) + lg( 1 80 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 ) + lg( 20 x 9 ) + lg( 1 80 x 4 )

= lg( 4 ) + lg( 20 x -9 ) + lg( 1 80 x 4 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 9 ) ) + ( lg( 1 80 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 9 ) + lg( 1 80 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 4 ) +0 + lg( 20 ) -9 lg( x ) + lg( 1 80 ) +4 lg( x )

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

= lg( 4 ) +0 + lg( 20 ) -9 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 80 ) +4 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 80 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

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

= -5 lg( x )