Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 16 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 16

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

log 2 ( 1 16 ) = -4, eben weil 2-4 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 100000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 100000 um: 1 100000 = 100000 - 1 2

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

Also schreiben wir 1 100000 = 100000 - 1 2 = ( 10 5 ) - 1 2 = 10 - 5 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 19 (202) liegt.

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Wir suchen 19er-Potenzen in der Näher von 202, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 202 ist.

Dabei kommt man auf 19 = 191 < 202 und auf 19 2 = 192 > 202.

Und da wir bei log 19 (202) ja das ☐ von 19 = 202 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
191 = 19 < 202 < 19 2 = 192

Es gilt somit: 1 < log 19 (202) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001x ) +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( 0,001x ) +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: log 5 ( 125 ) - log 5 ( 5 ) .

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log 5 ( 125 ) - log 5 ( 5 )

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

= log 5 ( 125 5 )

= log 5 ( 25 )

= log 5 ( 5 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x ) +4 lg( x 2 ) +2 lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( 1 x ) +4 lg( x 2 ) +2 lg( 1 x 3 )
= -2 lg( x - 1 2 ) +4 lg( x 2 ) +2 lg( x -3 )
= lg( x ) +8 lg( x ) -6 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 2 ) - lg( 1 5 x 3 ) - lg( 125 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 2 ) - lg( 1 5 x 3 ) - lg( 125 x 3 )

= - lg( 1 25 x -2 ) - lg( 1 5 x 3 ) - lg( 125 x 3 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 125 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 5 ) - lg( x 3 ) - lg( 125 ) - lg( x 3 )

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

= - lg( 1 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 5 ) -3 lg( x ) - lg( 125 ) -3 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( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) -3 lg( x ) - lg( 125 ) -3 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 125 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )