Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 25 gilt.

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 12 ( 1 144 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 144 zur Basis 12, also die Hochzahl mit der man 12 potenzieren muss, um auf 1 144 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 12 = 1 144 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 12-Potenz zu schreiben versuchen, also 12 = 1 144

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

log 12 ( 1 144 ) = -2, eben weil 12-2 = 1 144 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 27 ) .

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Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

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 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 3 = ( 9 1 2 ) 3 = 9 3 2

log 9 ( 27 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 3 = 9 3 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 3 = 9 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 27 ) = log 9 ( 9 3 2 ) = 3 2 , eben weil 9 3 2 = 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 11 ( 1 61 ) liegt.

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Wir suchen 11er-Potenzen in der Näher von 1 61 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 61 ist.

Dabei kommt man auf 1 121 = 1 11 2 = 11-2 < 1 61 und auf 1 11 = 1 11 = 11-1 > 1 61 .

Und da wir bei log 11 ( 1 61 ) ja das ☐ von 11 = 1 61 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
11-2 = 1 11 2 = 1 121 < 1 61 < 1 11 = 1 11 = 11-1

Es gilt somit: -2 < log 11 ( 1 61 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000x ) -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( 10000x ) -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( 250 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x ) + lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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lg( 5 x 2 ) - lg( 1 2 x 2 ) - lg( 10 )

= lg( 5 x 2 ) - lg( 1 2 x -2 ) - lg( 10 )

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

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

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

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

= lg( 5 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) +2 lg( x ) - lg( 10 ) +0

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

= lg( 5 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 10 ) +0

= 4 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:

= 4 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )