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 ( 2 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 5 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 5 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 5 als 2 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 5

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 1 18 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 18 um: 1 18 = 18 - 1 2

log 18 ( 1 18 ) = log 18 ( 18 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 18 - 1 2 zur Basis 18 suchen, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 18 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 18 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 18 ( 1 18 ) = log 18 ( 18 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 18 - 1 2 = 1 18 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 ( 1 4 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 4 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 4 ist.

Dabei kommt man auf 1 5 = 1 5 = 5-1 < 1 4 und auf 1 = 1 = 5-0 > 1 4 .

Und da wir bei log 5 ( 1 4 ) ja das ☐ von 5 = 1 4 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
5-1 = 1 5 = 1 5 < 1 4 < 1 = 1 = 5-0

Es gilt somit: -1 < log 5 ( 1 4 ) < -0

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100x ) + 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( 100x ) + lg( x )
= lg( 100 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 2 ) + lg( x ) + lg( x )
= 2 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500000000 ) + lg( 20 ) .

Lösung einblenden

lg( 500000000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500000000 · 20 )

= lg( 10000000000 )

= lg( 10 10 )

= 10

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) +4 lg( 1 x 3 )
= lg( x 1 2 ) +4 lg( x -3 )
= 1 2 lg( x ) -12 lg( x )
= - 23 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 5 x 2 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 2 25 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 5 x 2 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 2 25 )

= - lg( 1 5 x -2 ) + lg( 25 x -2 ) + lg( 2 25 )

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

= -( lg( 1 5 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 2 25 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 1 5 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 2 25 ) + lg( 1 )

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

= - lg( 1 5 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 2 25 ) +0

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

= - lg( 1 ) + lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 2 ) - lg( 25 ) +0

= lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5 · 2 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1