Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 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 10 ( 1 100000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 100000 um: 1 100000 = 100000 - 1 2

Man kann erkennen, dass 100000 eine Potenz ist: 100000 = 10 5

Also schreiben wir 1 100000 = 100000 - 1 2 = ( 10 5 ) - 1 2 = 10 - 5 2

log 10 ( 1 100000 ) = log 10 ( 10 - 5 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 - 5 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 - 5 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10 - 5 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1 100000 ) = log 10 ( 10 - 5 2 ) = - 5 2 , eben weil 10 - 5 2 = 1 100000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (73) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 73, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 73 ist.

Dabei kommt man auf 2 6 = 26 < 73 und auf 2 7 = 27 > 73.

Und da wir bei log 2 (73) ja das ☐ von 2☐ = 73 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
26 = 2 6 < 73 < 2 7 = 27

Es gilt somit: 6 < log 2 (73) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) - 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( 0,1x ) - lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) - lg( x )
= -1 + lg( x ) - lg( x )
= -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,4 ) - lg( 4 ) .

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lg( 0,4 ) - lg( 4 )

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

= lg( 0.4 4 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20x ) + lg( 1 4 x 5 ) - lg( 1 20 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 20x ) + lg( 1 4 x 5 ) - lg( 1 20 x 4 )

= lg( 20x ) + lg( 1 4 x -5 ) - lg( 1 20 x -4 )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + ( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 5 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 1 4 ) + lg( 1 x 5 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 1 4 ) -5 lg( x ) - lg( 1 20 ) +4 lg( x )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 4 ) -5 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +4 lg( x )

= lg( 20 ) + lg( 20 ) - lg( 4 )

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

= lg( 20 · 20 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2