Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

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Wir suchen den Logarithmus von 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 256 gilt.

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

log 2 (256) = 8, eben weil 28 = 256 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 81 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3☐ = 1 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 1 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 5 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 19 ( 1 189 ) liegt.

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Wir suchen 19er-Potenzen in der Näher von 1 189 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 189 ist.

Dabei kommt man auf 1 361 = 1 19 2 = 19-2 < 1 189 und auf 1 19 = 1 19 = 19-1 > 1 189 .

Und da wir bei log 19 ( 1 189 ) ja das ☐ von 19☐ = 1 189 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
19-2 = 1 19 2 = 1 361 < 1 189 < 1 19 = 1 19 = 19-1

Es gilt somit: -2 < log 19 ( 1 189 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) +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( 10000000x ) +3 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 7 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) + lg( 25 ) .

Lösung einblenden

lg( 40 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40 · 25 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) + lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 ) + lg( x 4 )
= lg( x -3 ) + lg( x 4 )
= -3 lg( x ) +4 lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 40 x 8 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 2x ) soweit wie möglich.

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- lg( 40 x 8 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 2x )

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

= -( lg( 40 ) + lg( x 8 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x ) )

= - lg( 40 ) - lg( x 8 ) + lg( 20 ) + lg( x 4 ) + lg( 2 ) + lg( x )

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

= - lg( 40 ) -8 lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x )

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

= - lg( 40 ) -8 lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 40 · 20 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )