Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

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

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 4 ) .

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

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

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 125 ) .

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Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 3 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 3 = ( 25 1 2 ) 3 = 25 3 2

log 25 ( 125 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 3 = 25 3 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 3 = 25 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 3 = 25 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 125 ) = log 25 ( 25 3 2 ) = 3 2 , eben weil 25 3 2 = 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 ( 1 3 ) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 1 3 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 3 ist.

Dabei kommt man auf 1 4 = 1 4 = 4-1 < 1 3 und auf 1 = 1 = 4-0 > 1 3 .

Und da wir bei log 4 ( 1 3 ) ja das ☐ von 4 = 1 3 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
4-1 = 1 4 = 1 4 < 1 3 < 1 = 1 = 4-0

Es gilt somit: -1 < log 4 ( 1 3 ) < -0

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000 x ) +5 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 ) +5 lg( x )
= lg( 1000000 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 6 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= 6 - lg( x ) +5 lg( x )
= 4 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,2 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,2 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.2 2 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 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( 1 x 3 ) + lg( 1 x 2 )
= lg( x -3 ) + lg( x -2 )
= -3 lg( x ) -2 lg( x )
= -5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 2 x ) - lg( 1 4 x 3 ) + lg( 50 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 2 x ) - lg( 1 4 x 3 ) + lg( 50 x 4 )

= lg( 1 2 x -1 ) - lg( 1 4 x 3 ) + lg( 50 x 4 )

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

= lg( 1 2 ) + lg( 1 x ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 1 2 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 4 ) - lg( x 3 ) + lg( 50 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 1 2 ) - lg( x ) - lg( 1 4 ) -3 lg( x ) + lg( 50 ) +4 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( 2 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x )

= lg( 50 ) + lg( 4 ) - lg( 2 )

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

= lg( 50 · 4 2 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2