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 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 10 ( 1000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1000 um: 1000 = 1000 1 2

Man kann erkennen, dass 1000 eine Potenz ist: 1000 = 10 3

Also schreiben wir 1000 = 1000 1 2 = ( 10 3 ) 1 2 = 10 3 2

log 10 ( 1000 ) = log 10 ( 10 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 3 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1000 ) = log 10 ( 10 3 2 ) = 3 2 , eben weil 10 3 2 = 1000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (58561585) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 58561585, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 58561585 ist.

Dabei kommt man auf 10 7 = 107 < 58561585 und auf 10 8 = 108 > 58561585.

Und da wir bei log 10 (58561585) ja das ☐ von 10 = 58561585 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
107 = 10 7 < 58561585 < 10 8 = 108

Es gilt somit: 7 < log 10 (58561585) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) -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( 0,1x ) -4 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= -1 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) -1

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 10 x 3 ) - lg( 1 5 x 2 ) + lg( 2 x 6 ) soweit wie möglich.

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- lg( 10 x 3 ) - lg( 1 5 x 2 ) + lg( 2 x 6 )

= - lg( 10 x -3 ) - lg( 1 5 x 2 ) + lg( 2 x -6 )

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

= -( lg( 10 ) + lg( 1 x 3 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x 6 ) )

= - lg( 10 ) - lg( 1 x 3 ) - lg( 1 5 ) - lg( x 2 ) + lg( 2 ) + lg( 1 x 6 )

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

= - lg( 10 ) +3 lg( x ) - lg( 1 5 ) -2 lg( x ) + lg( 2 ) -6 lg( x )

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

= - lg( 10 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) -2 lg( x ) + lg( 2 ) -6 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 )

= -5 lg( x )