Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 32 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 1 32 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 32

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

log 2 ( 1 32 ) = -5, eben weil 2-5 = 1 32 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 5 um: 5 = 5 1 2

log 5 ( 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 ( 5 ) = log 5 ( 5 1 2 ) = 1 2 , eben weil 5 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (84089) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 84089, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 84089 ist.

Dabei kommt man auf 10 4 = 104 < 84089 und auf 10 5 = 105 > 84089.

Und da wir bei log 10 (84089) ja das ☐ von 10☐ = 84089 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
104 = 10 4 < 84089 < 10 5 = 105

Es gilt somit: 4 < log 10 (84089) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000x ) +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( 10000x ) +2 lg( x )
= lg( 10000 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 4 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 4 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 2000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 2000 · 5 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 2 ) + lg( x ) + lg( x 2 )
= lg( x 2 ) + lg( x 1 2 ) + lg( x 2 )
= 2 lg( x ) + 1 2 lg( x ) +2 lg( x )
= 9 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 100 ) - lg( 1 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 50 x 2 ) - lg( 100 ) - lg( 1 2 x 3 )

= - lg( 1 50 x -2 ) - lg( 100 ) - lg( 1 2 x 3 )

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

= -( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 100 ) + lg( 1 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 100 ) - lg( 1 ) - lg( 1 2 ) - lg( x 3 )

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

= - lg( 1 50 ) +2 lg( x ) - lg( 100 ) +0 - lg( 1 2 ) -3 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) - lg( 100 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 2 ) -3 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )