Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 13 (169) .

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Wir suchen den Logarithmus von 169 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 169 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 169 gilt.

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

log 13 (169) = 2, eben weil 132 = 169 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1.000.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1.000.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1.000.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1.000.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 1.000.000.000

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

log 10 ( 1 1.000.000.000 ) = -9, eben weil 10-9 = 1 1.000.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10000000 ) .

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Zuerst schreiben wir 10000000 um: 10000000 = 10000000 1 2

Man kann erkennen, dass 10000000 eine Potenz ist: 10000000 = 10 7

Also schreiben wir 10000000 = 10000000 1 2 = ( 10 7 ) 1 2 = 10 7 2

log 10 ( 10000000 ) = log 10 ( 10 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 7 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 10000000 ) = log 10 ( 10 7 2 ) = 7 2 , eben weil 10 7 2 = 10000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 17 (151) liegt.

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Wir suchen 17er-Potenzen in der Näher von 151, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 151 ist.

Dabei kommt man auf 17 = 171 < 151 und auf 17 2 = 172 > 151.

Und da wir bei log 17 (151) ja das ☐ von 17 = 151 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
171 = 17 < 151 < 17 2 = 172

Es gilt somit: 1 < log 17 (151) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) +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( 10000000x ) +2 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 7 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500000000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 500000000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 500000000 · 2 )

= lg( 1000000000 )

= lg( 10 9 )

= 9

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 1250 x 4 ) + lg( 50 x 5 ) + lg( 25 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 1250 x 4 ) + lg( 50 x 5 ) + lg( 25 )

= lg( 1 1250 x 4 ) + lg( 50 x -5 ) + lg( 25 )

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

= lg( 1 1250 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x 5 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 ) )

= lg( 1 1250 ) + lg( x 4 ) + lg( 50 ) + lg( 1 x 5 ) + lg( 25 ) + lg( 1 )

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

= lg( 1 1250 ) +4 lg( x ) + lg( 50 ) -5 lg( x ) + lg( 25 ) +0

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

= lg( 1 ) - lg( 1250 ) +4 lg( x ) + lg( 50 ) -5 lg( x ) + lg( 25 ) +0

= - lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= - lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )