Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 3 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 3 als 10 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 3

log 10 ( 10 3 ) = 1 3 , eben weil 10 1 3 = 10 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 5 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 = 25 1 2

log 25 ( 5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 = 25 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 = 25 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 = 25 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 5 ) = log 25 ( 25 1 2 ) = 1 2 , eben weil 25 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 56753 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 56753 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 56753 ist.

Dabei kommt man auf 1 100000 = 1 10 5 = 10-5 < 1 56753 und auf 1 10000 = 1 10 4 = 10-4 > 1 56753 .

Und da wir bei log 10 ( 1 56753 ) ja das ☐ von 10 = 1 56753 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -5 und -4 liegen, wegen:
10-5 = 1 10 5 = 1 100000 < 1 56753 < 1 10000 = 1 10 4 = 10-4

Es gilt somit: -5 < log 10 ( 1 56753 ) < -4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001x ) -5 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 ) -5 lg( x )
= lg( 0,001 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 -3 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= -3 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 16 ) + log 4 ( 4 ) .

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log 4 ( 16 ) + log 4 ( 4 )

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

= log 4 ( 16 · 4 )

= log 4 ( 64 )

= log 4 ( 4 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 ) + lg( 1 100 x 2 ) + lg( 4 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 ) + lg( 1 100 x 2 ) + lg( 4 x 4 )

= lg( 25 ) + lg( 1 100 x -2 ) + lg( 4 x 4 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 ) + ( lg( 1 100 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 ) + lg( 1 100 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 4 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 25 ) +0 + lg( 1 100 ) -2 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log( a b ) = log(a)- log(b) noch die Brüche im Logarithmus umformen:

= lg( 25 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 100 ) -2 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )