Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 17 (289) .

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Wir suchen den Logarithmus von 289 zur Basis 17, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 289 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17☐ = 289 gilt.

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

log 17 (289) = 2, eben weil 172 = 289 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 81 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 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 17 ( 17 ) .

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Zuerst schreiben wir 17 um: 17 = 17 1 2

log 17 ( 17 ) = log 17 ( 17 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 17 1 2 zur Basis 17 suchen, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 17 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17☐ = 17 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 17 ( 17 ) = log 17 ( 17 1 2 ) = 1 2 , eben weil 17 1 2 = 17 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 11 (109) liegt.

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Wir suchen 11er-Potenzen in der Näher von 109, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 109 ist.

Dabei kommt man auf 11 = 111 < 109 und auf 11 2 = 112 > 109.

Und da wir bei log 11 (109) ja das ☐ von 11☐ = 109 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
111 = 11 < 109 < 11 2 = 112

Es gilt somit: 1 < log 11 (109) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000 x ) - 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( 1000000 x ) - lg( x )
= lg( 1000000 ) - lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 6 ) - lg( x ) - lg( x )
= 6 - lg( x ) - lg( x )
= -2 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500 · 20 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 2 ) + lg( x 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):
lg( x 2 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x 2 ) + lg( x 2 ) + lg( x -3 )
= 2 lg( x ) +2 lg( x ) -3 lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 250 x 4 ) + lg( 5 x 2 ) - lg( 1 50 x 9 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 250 x 4 ) + lg( 5 x 2 ) - lg( 1 50 x 9 )

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

= lg( 1 250 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 5 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 9 ) )

= lg( 1 250 ) + lg( x 4 ) + lg( 5 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( x 9 )

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

= lg( 1 250 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x ) - lg( 1 50 ) -9 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( 250 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -9 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 250 ) + lg( 50 ) + lg( 5 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 250 · 50 · 5 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )