Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 4 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4☐ = 1 4

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 - 1 2

log 3 ( 1 3 ) = log 3 ( 3 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 - 1 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 3 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 1 3 ) = log 3 ( 3 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 3 - 1 2 = 1 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (90410084) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 90410084, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 90410084 ist.

Dabei kommt man auf 10 7 = 107 < 90410084 und auf 10 8 = 108 > 90410084.

Und da wir bei log 10 (90410084) ja das ☐ von 10☐ = 90410084 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
107 = 10 7 < 90410084 < 10 8 = 108

Es gilt somit: 7 < log 10 (90410084) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) - 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( 1000000000x ) - lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) - lg( x )
= 9 + lg( x ) - lg( x )
= 9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

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

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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 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) + lg( 1 x ) + lg( 1 x )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x -1 ) + lg( x -1 )
= - 1 2 lg( x ) - lg( x ) - lg( x )
= - 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 400000 x 7 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 400000 x 7 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 20 x 3 )

= lg( 1 400.000 x -7 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 20 x 3 )

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

= lg( 1 400.000 ) + lg( 1 x 7 ) + ( lg( 20 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 400.000 ) + lg( 1 x 7 ) + lg( 20 ) + lg( x 4 ) + lg( 20 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 1 400.000 ) -7 lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) +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( 400000 ) -7 lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

= - lg( 400000 ) + lg( 20 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 400.000 · 20 · 20 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3