Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 10 4 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 4 als 10 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 4

log 10 ( 10 4 ) = 1 4 , eben weil 10 1 4 = 10 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 64 ) .

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Zuerst schreiben wir 64 um: 64 = 64 1 2

Man kann erkennen, dass 64 eine Potenz ist: 64 = 4 3

Also schreiben wir 64 = 64 1 2 = ( 4 3 ) 1 2 = 4 3 2

log 4 ( 64 ) = log 4 ( 4 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 64 ) = log 4 ( 4 3 2 ) = 3 2 , eben weil 4 3 2 = 64 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 7.322.951 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 7.322.951 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 7.322.951 ist.

Dabei kommt man auf 1 10000000 = 1 10 7 = 10-7 < 1 7.322.951 und auf 1 1000000 = 1 10 6 = 10-6 > 1 7.322.951 .

Und da wir bei log 10 ( 1 7.322.951 ) ja das ☐ von 10 = 1 7.322.951 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -7 und -6 liegen, wegen:
10-7 = 1 10 7 = 1 10000000 < 1 7.322.951 < 1 1000000 = 1 10 6 = 10-6

Es gilt somit: -7 < log 10 ( 1 7.322.951 ) < -6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,0001x ) -2 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( 0,0001x ) -2 lg( x )
= lg( 0,0001 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -4 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -4 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 11 ( 484 ) - log 11 ( 4 ) .

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log 11 ( 484 ) - log 11 ( 4 )

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

= log 11 ( 484 4 )

= log 11 ( 121 )

= log 11 ( 11 2 )

= 2

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( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x 7 ) + lg( 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x 7 ) + lg( 2 x 2 )

= lg( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x -7 ) + lg( 2 x 2 )

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

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 1 10 ) + lg( 1 x 7 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 10 ) + lg( 1 x 7 ) + lg( 2 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 1 10 ) -7 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 10 ) -7 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -2 lg( x )