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 12 ( 12 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 12 4 zur Basis 12, also die Hochzahl mit der man 12 potenzieren muss, um auf 12 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 12☐ = 12 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 12 4 als 12 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 12☐ = 12 1 4

log 12 ( 12 4 ) = 1 4 , eben weil 12 1 4 = 12 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 27 ) .

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Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 3 = ( 9 1 2 ) 3 = 9 3 2

log 9 ( 27 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 3 = 9 3 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 3 = 9 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9☐ = 3 3 = 9 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 27 ) = log 9 ( 9 3 2 ) = 3 2 , eben weil 9 3 2 = 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (5) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 5, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 5 ist.

Dabei kommt man auf 2 2 = 22 < 5 und auf 2 3 = 23 > 5.

Und da wir bei log 2 (5) ja das ☐ von 2☐ = 5 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
22 = 2 2 < 5 < 2 3 = 23

Es gilt somit: 2 < log 2 (5) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000 x ) +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( 1000000 x ) +3 lg( x )
= lg( 1000000 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 6 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= 6 - lg( x ) +3 lg( x )
= 2 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20000 ) + lg( 50 ) .

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lg( 20000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20000 · 50 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 3 ) + lg( 1 x ) +4 lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 3 ) + lg( 1 x ) +4 lg( 1 x )
= -2 lg( x 3 ) + lg( x -1 ) +4 lg( x - 1 2 )
= -6 lg( x ) - lg( x ) -2 lg( x )
= -9 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 2 ) - lg( 1 20 x 3 ) + lg( 1 40 x ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 2 ) - lg( 1 20 x 3 ) + lg( 1 40 x )

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

= lg( 20 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 1 40 ) + lg( x ) )

= lg( 20 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 20 ) - lg( x 3 ) + lg( 1 40 ) + lg( x )

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

= lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1 20 ) -3 lg( x ) + lg( 1 40 ) + lg( x )

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

= lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 40 ) + lg( x )

= - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 40 · 20 · 20 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1