Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (8) .

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Wir suchen den Logarithmus von 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 8 gilt.

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

log 2 (8) = 3, eben weil 23 = 8 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4☐ = 1

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 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 2 (35) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 35, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 35 ist.

Dabei kommt man auf 2 5 = 25 < 35 und auf 2 6 = 26 > 35.

Und da wir bei log 2 (35) ja das ☐ von 2☐ = 35 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
25 = 2 5 < 35 < 2 6 = 26

Es gilt somit: 5 < log 2 (35) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) + 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( 100000000x ) + lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) + lg( x )
= 8 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) +8

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( x 3 ) + 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( x 3 ) + lg( 1 x 2 )
= -2 lg( x 3 ) + lg( x -2 )
= -6 lg( x ) -2 lg( x )
= -8 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 6250 x 3 ) + lg( 25 x 4 ) + lg( 25 x 7 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 6250 x 3 ) + lg( 25 x 4 ) + lg( 25 x 7 )

= lg( 1 6250 x 3 ) + lg( 25 x 4 ) + lg( 25 x -7 )

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

= lg( 1 6250 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 25 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 7 ) )

= lg( 1 6250 ) + lg( x 3 ) + lg( 25 ) + lg( x 4 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 7 )

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

= lg( 1 6250 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) -7 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( 6250 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) -7 lg( x )

= - lg( 6250 ) + lg( 25 ) + lg( 25 )

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

= lg( 1 6250 · 25 · 25 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1