Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 1 324 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 324 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 1 324 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 1 324 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 18-Potenz zu schreiben versuchen, also 18 = 1 324

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

log 18 ( 1 324 ) = -2, eben weil 18-2 = 1 324 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 15 ( 15 ) .

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Zuerst schreiben wir 15 um: 15 = 15 1 2

log 15 ( 15 ) = log 15 ( 15 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 1 2 zur Basis 15 suchen, also die Hochzahl mit der man 15 potenzieren muss, um auf 15 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 15 = 15 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 15 ( 15 ) = log 15 ( 15 1 2 ) = 1 2 , eben weil 15 1 2 = 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 ( 1 2 ) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 1 2 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 2 ist.

Dabei kommt man auf 1 4 = 1 4 = 4-1 < 1 2 und auf 1 = 1 = 4-0 > 1 2 .

Und da wir bei log 4 ( 1 2 ) ja das ☐ von 4 = 1 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
4-1 = 1 4 = 1 4 < 1 2 < 1 = 1 = 4-0

Es gilt somit: -1 < log 4 ( 1 2 ) < -0

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) -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( 1000000x ) -3 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 6 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 20000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20000 · 5 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x ) + lg( x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x ) + lg( x 2 )
= 4 lg( x -2 ) + lg( x -1 ) + lg( x 2 )
= -8 lg( x ) - lg( x ) +2 lg( x )
= -7 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5x ) - lg( 5 2 x 4 ) + lg( 5 x 5 ) soweit wie möglich.

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lg( 5x ) - lg( 5 2 x 4 ) + lg( 5 x 5 )

= lg( 5x ) - lg( 5 2 x -4 ) + lg( 5 x -5 )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) - ( lg( 5 2 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 5 ) )

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 5 2 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 5 )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 5 2 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -5 lg( x )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 5 ) + lg( 2 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -5 lg( x )

= lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5 · 2 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1