Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 16 gilt.

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

log 4 (16) = 2, eben weil 42 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1.000.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1.000.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1.000.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1.000.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 1.000.000.000

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

log 10 ( 1 1.000.000.000 ) = -9, eben weil 10-9 = 1 1.000.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 8 ) .

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Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 3 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 3 = ( 4 1 2 ) 3 = 4 3 2

log 4 ( 8 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 3 = 4 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 3 = 4 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 3 = 4 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 8 ) = log 4 ( 4 3 2 ) = 3 2 , eben weil 4 3 2 = 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (619568) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 619568, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 619568 ist.

Dabei kommt man auf 10 5 = 105 < 619568 und auf 10 6 = 106 > 619568.

Und da wir bei log 10 (619568) ja das ☐ von 10 = 619568 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
105 = 10 5 < 619568 < 10 6 = 106

Es gilt somit: 5 < log 10 (619568) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 3 ( 81 x ) + log 3 ( 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):
log 3 ( 81 x ) + log 3 ( x )
= log 3 ( 81 ) - log 3 ( x ) + log 3 ( x )
= log 3 ( 3 4 ) - log 3 ( x ) + log 3 ( x )
= 4 - log 3 ( x ) + log 3 ( x )
= 4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) + lg( 20 ) .

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lg( 5000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 5000 · 20 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 16 x 2 ) - lg( 1 4 ) + lg( 4 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 16 x 2 ) - lg( 1 4 ) + lg( 4 x 3 )

= lg( 1 16 x -2 ) - lg( 1 4 ) + lg( 4 x 3 )

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

= lg( 1 16 ) + lg( 1 x 2 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 16 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 1 16 ) -2 lg( x ) - lg( 1 4 ) +0 + lg( 4 ) +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( 16 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +0 + lg( 4 ) +3 lg( x )

= lg( x ) - lg( 16 ) + lg( 4 ) + lg( 4 )

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

= lg( x ) + lg( 1 16 · 4 · 4 )

= lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )