Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 1 324 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 324 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 1 324 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 1 324 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 18-Potenz zu schreiben versuchen, also 18 = 1 324

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

log 18 ( 1 324 ) = -2, eben weil 18-2 = 1 324 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 13 ( 1 75 ) liegt.

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Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 1 75 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 75 ist.

Dabei kommt man auf 1 169 = 1 13 2 = 13-2 < 1 75 und auf 1 13 = 1 13 = 13-1 > 1 75 .

Und da wir bei log 13 ( 1 75 ) ja das ☐ von 13 = 1 75 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
13-2 = 1 13 2 = 1 169 < 1 75 < 1 13 = 1 13 = 13-1

Es gilt somit: -2 < log 13 ( 1 75 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +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( 100000000x ) +5 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 8 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +8

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 lg( x 4 ) + lg( x 4 ) +2 lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) + lg( x 4 ) +2 lg( x 4 )
= 4 lg( x ) +4 lg( x ) +8 lg( x )
= 16 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 2 ) - lg( 1 20 x 6 ) + lg( 1 80 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 2 ) - lg( 1 20 x 6 ) + lg( 1 80 x 3 )

= lg( 4 x 2 ) - lg( 1 20 x -6 ) + lg( 1 80 x -3 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 6 ) ) + ( lg( 1 80 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 6 ) + lg( 1 80 ) + lg( 1 x 3 )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) - lg( 1 20 ) +6 lg( x ) + lg( 1 80 ) -3 lg( x )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +6 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 80 ) -3 lg( x )

= 5 lg( x ) - lg( 80 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )