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 10 ( 1 100.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 100.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 100.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 100.000.000 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 = 1 100.000.000

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

log 10 ( 1 100.000.000 ) = -8, eben weil 10-8 = 1 100.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 4 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 = 16 1 2

log 16 ( 4 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 = 16 1 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 = 16 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 = 16 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 4 ) = log 16 ( 16 1 2 ) = 1 2 , eben weil 16 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (79) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 79, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 79 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 79 und auf 3 4 = 34 > 79.

Und da wir bei log 3 (79) ja das ☐ von 3 = 79 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 79 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (79) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 2 ( 32x ) - log 2 ( 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 2 ( 32x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 32 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 2 5 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 5 + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 250000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250000 · 4 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 3 ) + lg( x 2 ) +2 lg( x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x 3 ) + lg( x 2 ) +2 lg( x )
= 4 lg( x -3 ) + lg( x 2 ) +2 lg( x 1 2 )
= -12 lg( x ) +2 lg( x ) + lg( x )
= -9 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 2000 x 2 ) + lg( 50 x 6 ) + lg( 4 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 2000 x 2 ) + lg( 50 x 6 ) + lg( 4 x 4 )

= lg( 1 2000 x 2 ) + lg( 50 x -6 ) + lg( 4 x 4 )

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

= lg( 1 2000 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x 6 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 1 2000 ) + lg( x 2 ) + lg( 50 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 4 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 1 2000 ) +2 lg( x ) + lg( 50 ) -6 lg( x ) + lg( 4 ) +4 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( 2000 ) +2 lg( x ) + lg( 50 ) -6 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x )

= - lg( 2000 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 2000 · 50 · 4 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1