Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 5 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 5 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 5

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 3 ) .

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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 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 = 9 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 48 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 48 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 48 ist.

Dabei kommt man auf 1 64 = 1 2 6 = 2-6 < 1 48 und auf 1 32 = 1 2 5 = 2-5 > 1 48 .

Und da wir bei log 2 ( 1 48 ) ja das ☐ von 2 = 1 48 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -6 und -5 liegen, wegen:
2-6 = 1 2 6 = 1 64 < 1 48 < 1 32 = 1 2 5 = 2-5

Es gilt somit: -6 < log 2 ( 1 48 ) < -5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000x ) +3 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( 10000x ) +3 lg( x )
= lg( 10000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 4 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50000 · 2 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 3 )
= 3 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 100 ) - lg( 1 2 x 2 ) - lg( 1 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 100 ) - lg( 1 2 x 2 ) - lg( 1 5 x 2 )

= lg( 100 ) - lg( 1 2 x -2 ) - lg( 1 5 x 2 )

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

= lg( 100 ) + lg( 1 ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 100 ) + lg( 1 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 5 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 100 ) +0 - lg( 1 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 5 ) -2 lg( x )

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

= lg( 100 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) -2 lg( x )

= lg( 100 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 100 · 5 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3