Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 4 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 4

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

log 4 ( 1 4 ) = -1, eben weil 4-1 = 1 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 11 (57) liegt.

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Wir suchen 11er-Potenzen in der Näher von 57, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 57 ist.

Dabei kommt man auf 11 = 111 < 57 und auf 11 2 = 112 > 57.

Und da wir bei log 11 (57) ja das ☐ von 11 = 57 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
111 = 11 < 57 < 11 2 = 112

Es gilt somit: 1 < log 11 (57) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) -3 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( 1000000000x ) -3 lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 9 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40000 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40000 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40000 · 25 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) -2 lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) -2 lg( x 4 )
= 4 lg( x ) -8 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 8 x ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 8 x ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 2 x 2 )

= lg( 1 8 x -1 ) + lg( 4 x -3 ) + lg( 2 x 2 )

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

= lg( 1 8 ) + lg( 1 x ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 1 8 ) + lg( 1 x ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 2 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 1 8 ) - lg( x ) + lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 2 ) +2 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( 8 ) - lg( x ) + lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 8 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 8 · 4 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 )

= -2 lg( x )