Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 27 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3☐ = 1 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 32 ) .

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Zuerst schreiben wir 32 um: 32 = 32 1 2

Man kann erkennen, dass 32 eine Potenz ist: 32 = 2 5

Also schreiben wir 32 = 32 1 2 = ( 2 5 ) 1 2 = 2 5 2

log 2 ( 32 ) = log 2 ( 2 5 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 5 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 5 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 32 ) = log 2 ( 2 5 2 ) = 5 2 , eben weil 2 5 2 = 32 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 14 (54) liegt.

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Wir suchen 14er-Potenzen in der Näher von 54, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 54 ist.

Dabei kommt man auf 14 = 141 < 54 und auf 14 2 = 142 > 54.

Und da wir bei log 14 (54) ja das ☐ von 14☐ = 54 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
141 = 14 < 54 < 14 2 = 142

Es gilt somit: 1 < log 14 (54) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 5 ( 5x ) - log 5 ( 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):
log 5 ( 5x ) - log 5 ( x )
= log 5 ( 5 ) + log 5 ( x ) - log 5 ( x )
= 1 + log 5 ( x ) - log 5 ( x )
= 1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,3 ) - lg( 3 ) .

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lg( 0,3 ) - lg( 3 )

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

= lg( 0.3 3 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x ) +2 lg( x 3 ) +4 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( x ) +2 lg( x 3 ) +4 lg( 1 x )
= -2 lg( x 1 2 ) +2 lg( x 3 ) +4 lg( x - 1 2 )
= - lg( x ) +6 lg( x ) -2 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 2 ) - lg( 100 x 4 ) - lg( 1 4 x 9 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 2 ) - lg( 100 x 4 ) - lg( 1 4 x 9 )

= lg( 25 x 2 ) - lg( 100 x -4 ) - lg( 1 4 x 9 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 100 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 9 ) )

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) - lg( 100 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 1 4 ) - lg( x 9 )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 100 ) +4 lg( x ) - lg( 1 4 ) -9 lg( x )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 100 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -9 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

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

= -3 lg( x )