Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 25 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 1 25 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5☐ = 1 25

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

log 5 ( 1 25 ) = -2, eben weil 5-2 = 1 25 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 3 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 = 9 1 2

log 9 ( 3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 = 9 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 = 9 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9☐ = 3 = 9 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 3 ) = log 9 ( 9 1 2 ) = 1 2 , eben weil 9 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 ( 1 17 ) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 17 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 17 ist.

Dabei kommt man auf 1 27 = 1 3 3 = 3-3 < 1 17 und auf 1 9 = 1 3 2 = 3-2 > 1 17 .

Und da wir bei log 3 ( 1 17 ) ja das ☐ von 3☐ = 1 17 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
3-3 = 1 3 3 = 1 27 < 1 17 < 1 9 = 1 3 2 = 3-2

Es gilt somit: -3 < log 3 ( 1 17 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) - 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( 100000x ) - lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) - lg( x )
= 5 + lg( x ) - lg( x )
= 5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 300 ) - lg( 3 ) .

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lg( 300 ) - lg( 3 )

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

= lg( 300 3 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( x 4 ) + lg( x )
= lg( x 1 2 ) + lg( x 4 ) + lg( x 1 2 )
= 1 2 lg( x ) +4 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= 5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 80000 x 2 ) + lg( 20 x 5 ) + lg( 4 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 80000 x 2 ) + lg( 20 x 5 ) + lg( 4 x 3 )

= lg( 1 80000 x 2 ) + lg( 20 x -5 ) + lg( 4 x 3 )

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

= lg( 1 80000 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 5 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 80000 ) + lg( x 2 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 5 ) + lg( 4 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 1 80000 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) -5 lg( x ) + 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( 80000 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) +3 lg( x )

= - lg( 80000 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 80000 · 20 · 4 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3