Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 13 (169) .

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Wir suchen den Logarithmus von 169 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 169 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 169 gilt.

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

log 13 (169) = 2, eben weil 132 = 169 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 225 ( 1 15 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 15 um: 1 15 = 15 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 15 sondern zur Basis 225 suchen und 225 gerade 15² ist (also 15 = 225 = 225 1 2 ), formen wir 15 -1 noch so um, dass sie 225 als Basis hat:

15 -1 = ( 225 1 2 ) -1 = 225 - 1 2

log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 -1 = 225 - 1 2 zur Basis 225 suchen, also die Hochzahl mit der man 225 potenzieren muss, um auf 15 -1 = 225 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 225 = 15 -1 = 225 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) = log 225 ( 225 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 225 - 1 2 = 1 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (4) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 4, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 4 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 50 < 4 und auf 5 = 51 > 4.

Und da wir bei log 5 (4) ja das ☐ von 5 = 4 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
50 = 1 < 4 < 5 = 51

Es gilt somit: 0 < log 5 (4) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10x ) -2 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( 10x ) -2 lg( x )
= lg( 10 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 1 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) - lg( 5 ) .

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lg( 500 ) - lg( 5 )

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

= lg( 500 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 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 2 ) + lg( x 3 )
= - 1 2 lg( x ) +3 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

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

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

= 4 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:

= 4 lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )