Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1.000.000 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 1.000.000

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

log 10 ( 1 1.000.000 ) = -6, eben weil 10-6 = 1 1.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 128 ) .

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Zuerst schreiben wir 128 um: 128 = 128 1 2

Man kann erkennen, dass 128 eine Potenz ist: 128 = 2 7

Also schreiben wir 128 = 128 1 2 = ( 2 7 ) 1 2 = 2 7 2

log 2 ( 128 ) = log 2 ( 2 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 7 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 2 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 128 ) = log 2 ( 2 7 2 ) = 7 2 , eben weil 2 7 2 = 128 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (2327) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 2327, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 2327 ist.

Dabei kommt man auf 10 3 = 103 < 2327 und auf 10 4 = 104 > 2327.

Und da wir bei log 10 (2327) ja das ☐ von 10 = 2327 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
103 = 10 3 < 2327 < 10 4 = 104

Es gilt somit: 3 < log 10 (2327) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) -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( 0,1x ) -2 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -1 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500 · 20 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 20 x 2 ) - lg( 1 2 x ) + lg( 1 40 x 5 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 20 x 2 ) - lg( 1 2 x ) + lg( 1 40 x 5 )

= - lg( 1 20 x -2 ) - lg( 1 2 x -1 ) + lg( 1 40 x -5 )

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

= -( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 1 40 ) + lg( 1 x 5 ) )

= - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x ) + lg( 1 40 ) + lg( 1 x 5 )

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

= - lg( 1 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) + lg( x ) + lg( 1 40 ) -5 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( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 40 ) -5 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 40 · 20 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -2 lg( x )