Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (128) .

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Wir suchen den Logarithmus von 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 128 gilt.

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

log 2 (128) = 7, eben weil 27 = 128 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 225 ( 1 15 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 15 um: 1 15 = 15 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 15 sondern zur Basis 225 suchen und 225 gerade 15² ist (also 15 = 225 = 225 1 2 ), formen wir 15 -1 noch so um, dass sie 225 als Basis hat:

15 -1 = ( 225 1 2 ) -1 = 225 - 1 2

log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 -1 = 225 - 1 2 zur Basis 225 suchen, also die Hochzahl mit der man 225 potenzieren muss, um auf 15 -1 = 225 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 225 = 15 -1 = 225 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) = log 225 ( 225 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 225 - 1 2 = 1 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 ( 1 2 ) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 1 2 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 2 ist.

Dabei kommt man auf 1 4 = 1 4 = 4-1 < 1 2 und auf 1 = 1 = 4-0 > 1 2 .

Und da wir bei log 4 ( 1 2 ) ja das ☐ von 4 = 1 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
4-1 = 1 4 = 1 4 < 1 2 < 1 = 1 = 4-0

Es gilt somit: -1 < log 4 ( 1 2 ) < -0

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) + 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( 0.00001x ) + lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) + lg( x )
= -5 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50000 · 2 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 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( 1 x )
= 2 lg( x -1 )
= -2 lg( x )
= -2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x 7 ) + lg( 2x ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x 7 ) + lg( 2x )

= lg( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x -7 ) + lg( 2x )

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

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 1 10 ) + lg( 1 x 7 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x ) )

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 10 ) + lg( 1 x 7 ) + lg( 2 ) + lg( x )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 1 10 ) -7 lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 10 ) -7 lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )