Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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Wir suchen den Logarithmus von 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 25 gilt.

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 9 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 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 2 ) .

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

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (5) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 5, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 5 ist.

Dabei kommt man auf 3 = 31 < 5 und auf 3 2 = 32 > 5.

Und da wir bei log 3 (5) ja das ☐ von 3 = 5 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
31 = 3 < 5 < 3 2 = 32

Es gilt somit: 1 < log 3 (5) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 5000000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5000000 · 2 )

= lg( 10000000 )

= lg( 10 7 )

= 7

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 1000 x ) - lg( 1 50 x 3 ) + lg( 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 1000 x ) - lg( 1 50 x 3 ) + lg( 20 x 3 )

= lg( 1 1000 x -1 ) - lg( 1 50 x -3 ) + lg( 20 x 3 )

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

= lg( 1 1000 ) + lg( 1 x ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 1000 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 20 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 1 1000 ) - lg( x ) - lg( 1 50 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) +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( 1000 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

= 5 lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 1000 · 50 · 20 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )