Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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Wir suchen den Logarithmus von 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 64 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 64 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 64

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

log 4 ( 1 64 ) = -3, eben weil 4-3 = 1 64 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 100000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 100000 um: 1 100000 = 100000 - 1 2

Man kann erkennen, dass 100000 eine Potenz ist: 100000 = 10 5

Also schreiben wir 1 100000 = 100000 - 1 2 = ( 10 5 ) - 1 2 = 10 - 5 2

log 10 ( 1 100000 ) = log 10 ( 10 - 5 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 - 5 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 - 5 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 - 5 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1 100000 ) = log 10 ( 10 - 5 2 ) = - 5 2 , eben weil 10 - 5 2 = 1 100000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (43154) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 43154, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 43154 ist.

Dabei kommt man auf 10 4 = 104 < 43154 und auf 10 5 = 105 > 43154.

Und da wir bei log 10 (43154) ja das ☐ von 10 = 43154 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
104 = 10 4 < 43154 < 10 5 = 105

Es gilt somit: 4 < log 10 (43154) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 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 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x 3 ) + lg( x 3 ) + lg( x -3 )
= 3 lg( x ) +3 lg( x ) -3 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 10 ) - lg( 1 2 x 2 ) + lg( 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 10 ) - lg( 1 2 x 2 ) + lg( 5 x 2 )

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

= lg( 10 ) + lg( 1 ) - ( lg( 1 2 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 10 ) + lg( 1 ) - lg( 1 2 ) - lg( x 2 ) + lg( 5 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 10 ) +0 - lg( 1 2 ) -2 lg( x ) + lg( 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( 10 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 2 ) -2 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

= lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 10 · 5 · 2 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2