Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 (361) .

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Wir suchen den Logarithmus von 361 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 361 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 361 gilt.

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

log 19 (361) = 2, eben weil 192 = 361 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 16 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 16

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

log 2 ( 1 16 ) = -4, eben weil 2-4 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 100000 ) .

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Zuerst schreiben wir 100000 um: 100000 = 100000 1 2

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

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

log 10 ( 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 ( 100000 ) = log 10 ( 10 5 2 ) = 5 2 , eben weil 10 5 2 = 100000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (31) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 31, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 31 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 31 und auf 3 4 = 34 > 31.

Und da wir bei log 3 (31) ja das ☐ von 3 = 31 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 31 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (31) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) +4 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 ) +4 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 6 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500 · 20 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 2 ) + 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( x 2 )
= 4 lg( x -2 ) + lg( x 2 )
= -8 lg( x ) +2 lg( x )
= -6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 10 ) + lg( 25 x 2 ) - lg( 100 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 10 ) + lg( 25 x 2 ) - lg( 100 x 4 )

= lg( 4 x -10 ) + lg( 25 x 2 ) - lg( 100 x -4 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 x 10 ) + ( lg( 25 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 100 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 x 10 ) + lg( 25 ) + lg( x 2 ) - lg( 100 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 4 ) -10 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 100 ) +4 lg( x )

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

= lg( 4 ) -10 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 100 ) +4 lg( x )

= -4 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:

= -4 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

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

= -4 lg( x )