Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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Wir suchen den Logarithmus von 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 25 zu kommen.

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

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 4 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 2 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 2 4 als 2 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 4

log 2 ( 2 4 ) = 1 4 , eben weil 2 1 4 = 2 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 -1 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 -1 = ( 16 1 2 ) -1 = 16 - 1 2

log 16 ( 1 4 ) = log 16 ( 4 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 -1 = 16 - 1 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 -1 = 16 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 -1 = 16 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 1 4 ) = log 16 ( 4 -1 ) = log 16 ( 16 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 16 - 1 2 = 1 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (4) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 4, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 4 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 50 < 4 und auf 5 = 51 > 4.

Und da wir bei log 5 (4) ja das ☐ von 5 = 4 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
50 = 1 < 4 < 5 = 51

Es gilt somit: 0 < log 5 (4) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) -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( 100000x ) -4 lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 5 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 30 ) - lg( 3 ) .

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lg( 30 ) - lg( 3 )

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

= lg( 30 3 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( 1 x )
= -2 lg( x -1 )
= 2 lg( x )
= 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 3 ) - lg( 200 x 4 ) - lg( 1 4 x 11 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 3 ) - lg( 200 x 4 ) - lg( 1 4 x 11 )

= lg( 50 x 3 ) - lg( 200 x -4 ) - lg( 1 4 x 11 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 200 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 11 ) )

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) - lg( 200 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 1 4 ) - lg( x 11 )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 200 ) +4 lg( x ) - lg( 1 4 ) -11 lg( x )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 200 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -11 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )