Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 64 gilt.

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

log 4 (64) = 3, eben weil 43 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 ( 1 361 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 361 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 1 361 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 1 361 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 19-Potenz zu schreiben versuchen, also 19 = 1 361

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

log 19 ( 1 361 ) = -2, eben weil 19-2 = 1 361 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 -1

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 -1 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 -1 = ( 16 1 2 ) -1 = 16 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (25) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 25, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 25 ist.

Dabei kommt man auf 2 4 = 24 < 25 und auf 2 5 = 25 > 25.

Und da wir bei log 2 (25) ja das ☐ von 2 = 25 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
24 = 2 4 < 25 < 2 5 = 25

Es gilt somit: 4 < log 2 (25) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000 x ) +4 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( 10000 x ) +4 lg( x )
= lg( 10000 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 4 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= 4 - lg( x ) +4 lg( x )
= 3 lg( x ) +4

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 -2 lg( x 3 ) +4 lg( 1 x ) + lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 3 ) +4 lg( 1 x ) + lg( x 4 )
= -2 lg( x 3 ) +4 lg( x - 1 2 ) + lg( x 4 )
= -6 lg( x ) -2 lg( x ) +4 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 250 x 5 ) + lg( 5 x 3 ) - lg( 1 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 250 x 5 ) + lg( 5 x 3 ) - lg( 1 5 x 2 )

= lg( 1 250 x -5 ) + lg( 5 x 3 ) - lg( 1 5 x -2 )

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

= lg( 1 250 ) + lg( 1 x 5 ) + ( lg( 5 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 1 250 ) + lg( 1 x 5 ) + lg( 5 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 5 ) - lg( 1 x 2 )

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

= lg( 1 250 ) -5 lg( x ) + lg( 5 ) +3 lg( x ) - lg( 1 5 ) +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( 250 ) -5 lg( x ) + lg( 5 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

= - lg( 250 ) + lg( 5 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 250 · 5 · 5 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1