Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

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Wir suchen den Logarithmus von 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 256 gilt.

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

log 2 (256) = 8, eben weil 28 = 256 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 100.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 100.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 100.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 1 100.000 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

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

log 10 ( 1 100.000 ) = -5, eben weil 10-5 = 1 100.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 15 ( 1 15 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 15 um: 1 15 = 15 - 1 2

log 15 ( 1 15 ) = log 15 ( 15 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 - 1 2 zur Basis 15 suchen, also die Hochzahl mit der man 15 potenzieren muss, um auf 15 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 15☐ = 15 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 15 ( 1 15 ) = log 15 ( 15 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 15 - 1 2 = 1 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (2) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 2, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 2 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 50 < 2 und auf 5 = 51 > 2.

Und da wir bei log 5 (2) ja das ☐ von 5☐ = 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
50 = 1 < 2 < 5 = 51

Es gilt somit: 0 < log 5 (2) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000x ) -2 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( 10000000000x ) -2 lg( x )
= lg( 10000000000 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 10 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 10 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,2 ) - lg( 20 ) .

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lg( 0,2 ) - lg( 20 )

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

= lg( 0.2 20 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 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 )
= 2 lg( x )
= 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 4 ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 1 8000 x ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 4 ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 1 8000 x )

= lg( 20 x 4 ) + lg( 4 x -3 ) + lg( 1 8000 x -1 )

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

= lg( 20 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 1 8000 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 20 ) + lg( x 4 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 8000 ) + lg( 1 x )

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

= lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 1 8000 ) - lg( x )

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

= lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 8000 ) - lg( x )

= - lg( 8000 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 8000 · 20 · 4 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2