Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 3 4 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 3 4 als 3 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 4

log 3 ( 3 4 ) = 1 4 , eben weil 3 1 4 = 3 4 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 3 (33) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 33, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 33 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 33 und auf 3 4 = 34 > 33.

Und da wir bei log 3 (33) ja das ☐ von 3 = 33 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 33 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (33) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) + 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( 0.00001x ) + lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) + lg( x )
= -5 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 30 ) - lg( 3 ) .

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lg( 30 ) - lg( 3 )

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

= lg( 30 3 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20x ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 1 1000 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 20x ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 1 1000 x 4 )

= lg( 20x ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 1 1000 x -4 )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + ( lg( 50 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 1 1000 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 50 ) + lg( x 4 ) + lg( 1 1000 ) + lg( 1 x 4 )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 1 1000 ) -4 lg( x )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 1000 ) -4 lg( x )

= lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( x ) + lg( 1 1000 · 50 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )