Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

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

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 ) .

Lösung einblenden

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

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

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 4 ) .

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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 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 = 16 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 1980 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 1980 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 1980 ist.

Dabei kommt man auf 1 10000 = 1 10 4 = 10-4 < 1 1980 und auf 1 1000 = 1 10 3 = 10-3 > 1 1980 .

Und da wir bei log 10 ( 1 1980 ) ja das ☐ von 10 = 1 1980 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -4 und -3 liegen, wegen:
10-4 = 1 10 4 = 1 10000 < 1 1980 < 1 1000 = 1 10 3 = 10-3

Es gilt somit: -4 < log 10 ( 1 1980 ) < -3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) - 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( 1000000000x ) - lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) - lg( x )
= 9 + lg( x ) - lg( x )
= 9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 250000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250000 · 4 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 2000 ) + lg( 50 x 2 ) + lg( 4 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 2000 ) + lg( 50 x 2 ) + lg( 4 x 2 )

= lg( 1 2000 ) + lg( 50 x -2 ) + lg( 4 x 2 )

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

= lg( 1 2000 ) + lg( 1 ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 1 2000 ) + lg( 1 ) + lg( 50 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 4 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 1 2000 ) +0 + lg( 50 ) -2 lg( x ) + lg( 4 ) +2 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( 2000 ) +0 + lg( 50 ) -2 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x )

= - lg( 2000 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 2000 · 50 · 4 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1