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 5 ( 5 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 5 5 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 5 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 5 5 als 5 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 5

log 5 ( 5 5 ) = 1 5 , eben weil 5 1 5 = 5 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 10 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 = 100 1 2

log 100 ( 10 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 = 100 1 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 = 100 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 = 100 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 10 ) = log 100 ( 100 1 2 ) = 1 2 , eben weil 100 1 2 = 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (3942517) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 3942517, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 3942517 ist.

Dabei kommt man auf 10 6 = 106 < 3942517 und auf 10 7 = 107 > 3942517.

Und da wir bei log 10 (3942517) ja das ☐ von 10 = 3942517 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
106 = 10 6 < 3942517 < 10 7 = 107

Es gilt somit: 6 < log 10 (3942517) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +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( 0,01x ) +4 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -2 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 64 ) - log 4 ( 4 ) .

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log 4 ( 64 ) - log 4 ( 4 )

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

= log 4 ( 64 4 )

= log 4 ( 16 )

= log 4 ( 4 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20x ) + lg( 20 x 2 ) - lg( 400 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 20x ) + lg( 20 x 2 ) - lg( 400 x 3 )

= lg( 20x ) + lg( 20 x -2 ) - lg( 400 x -3 )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 400 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 400 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 20 ) -2 lg( x ) - lg( 400 ) +3 lg( x )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 20 ) -2 lg( x ) - lg( 400 ) +3 lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 400 ) + lg( 20 ) + lg( 20 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 400 · 20 · 20 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )