Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 4 gilt.

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 18 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 18 4 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 18 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18☐ = 18 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 18 4 als 18 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 18☐ = 18 1 4

log 18 ( 18 4 ) = 1 4 , eben weil 18 1 4 = 18 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 -1 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -1 = ( 9 1 2 ) -1 = 9 - 1 2

log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -1 = 9 - 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -1 = 9 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9☐ = 3 -1 = 9 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) = log 9 ( 9 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 9 - 1 2 = 1 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (175) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 175, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 175 ist.

Dabei kommt man auf 10 2 = 102 < 175 und auf 10 3 = 103 > 175.

Und da wir bei log 10 (175) ja das ☐ von 10☐ = 175 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
102 = 10 2 < 175 < 10 3 = 103

Es gilt somit: 2 < log 10 (175) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001 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( 0.00001 x ) - lg( x )
= lg( 0.00001 ) - lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 -5 ) - lg( x ) - lg( x )
= -5 - lg( x ) - lg( x )
= -2 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000 ) + lg( 20 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 50000 · 20 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 5 x 3 ) - lg( 1 25 x 3 ) - lg( 12500 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 5 x 3 ) - lg( 1 25 x 3 ) - lg( 12500 )

= - lg( 1 5 x 3 ) - lg( 1 25 x -3 ) - lg( 12500 )

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

= -( lg( 1 5 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 3 ) ) - ( lg( 12500 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 1 5 ) - lg( x 3 ) - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 3 ) - lg( 12500 ) - lg( 1 )

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

= - lg( 1 5 ) -3 lg( x ) - lg( 1 25 ) +3 lg( x ) - lg( 12500 ) +0

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

= - lg( 1 ) + lg( 5 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) +3 lg( x ) - lg( 12500 ) +0

= - lg( 12500 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 12500 · 25 · 5 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2