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 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 9 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 -1 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 -1 = ( 16 1 2 ) -1 = 16 - 1 2

log 16 ( 1 4 ) = log 16 ( 4 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 -1 = 16 - 1 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 -1 = 16 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 -1 = 16 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 1 4 ) = log 16 ( 4 -1 ) = log 16 ( 16 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 16 - 1 2 = 1 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (56) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 56, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 56 ist.

Dabei kommt man auf 2 5 = 25 < 56 und auf 2 6 = 26 > 56.

Und da wir bei log 2 (56) ja das ☐ von 2 = 56 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
25 = 2 5 < 56 < 2 6 = 26

Es gilt somit: 5 < log 2 (56) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) -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( 1000000x ) -4 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 6 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,004 ) - lg( 4 ) .

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lg( 0,004 ) - lg( 4 )

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

= lg( 0.004 4 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1250000 x 4 ) + lg( 50 x 3 ) - lg( 1 25 x 7 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1250000 x 4 ) + lg( 50 x 3 ) - lg( 1 25 x 7 )

= - lg( 1250000 x -4 ) + lg( 50 x 3 ) - lg( 1 25 x 7 )

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

= -( lg( 1250000 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( x 7 ) )

= - lg( 1250000 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 50 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 25 ) - lg( x 7 )

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

= - lg( 1250000 ) +4 lg( x ) + lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 1 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( 1250000 ) +4 lg( x ) + lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) -7 lg( x )

= - lg( 1250000 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= lg( 1 1.250.000 · 50 · 25 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3