Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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

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

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 125 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 125 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 125

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

log 5 ( 1 125 ) = -3, eben weil 5-3 = 1 125 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 27 um: 27 = 27 1 2

Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Also schreiben wir 27 = 27 1 2 = ( 3 3 ) 1 2 = 3 3 2

log 3 ( 27 ) = log 3 ( 3 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 3 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 27 ) = log 3 ( 3 3 2 ) = 3 2 , eben weil 3 3 2 = 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 ( 1 12 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 12 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 12 ist.

Dabei kommt man auf 1 25 = 1 5 2 = 5-2 < 1 12 und auf 1 5 = 1 5 = 5-1 > 1 12 .

Und da wir bei log 5 ( 1 12 ) ja das ☐ von 5 = 1 12 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
5-2 = 1 5 2 = 1 25 < 1 12 < 1 5 = 1 5 = 5-1

Es gilt somit: -2 < log 5 ( 1 12 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 2 ( 128x ) - log 2 ( 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 2 ( 128x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 128 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 2 7 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 7 + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) - lg( 2 ) .

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lg( 20 ) - lg( 2 )

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

= lg( 20 2 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 250.000 x 3 ) + lg( 50x ) - lg( 1 50 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 250.000 x 3 ) + lg( 50x ) - lg( 1 50 x 4 )

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

= lg( 1 250.000 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 50 ) + lg( x ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 1 250.000 ) + lg( x 3 ) + lg( 50 ) + lg( x ) - lg( 1 50 ) - lg( x 4 )

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

= lg( 1 250.000 ) +3 lg( x ) + lg( 50 ) + lg( x ) - lg( 1 50 ) -4 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( 250000 ) +3 lg( x ) + lg( 50 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -4 lg( x )

= - lg( 250000 ) + lg( 50 ) + lg( 50 )

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

= lg( 1 250.000 · 50 · 50 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2