Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 gilt.

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 10 4 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 4 als 10 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10☐ = 10 1 4

log 10 ( 10 4 ) = 1 4 , eben weil 10 1 4 = 10 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 10 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 10 um: 1 10 = 10 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 -1 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -1 = ( 100 1 2 ) -1 = 100 - 1 2

log 100 ( 1 10 ) = log 100 ( 10 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -1 = 100 - 1 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -1 = 100 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100☐ = 10 -1 = 100 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 10 ) = log 100 ( 10 -1 ) = log 100 ( 100 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 100 - 1 2 = 1 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (196) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 196, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 196 ist.

Dabei kommt man auf 2 7 = 27 < 196 und auf 2 8 = 28 > 196.

Und da wir bei log 2 (196) ja das ☐ von 2☐ = 196 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
27 = 2 7 < 196 < 2 8 = 28

Es gilt somit: 7 < log 2 (196) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) -5 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( 1000000x ) -5 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 6 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 5 ( 75 ) - log 5 ( 3 ) .

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log 5 ( 75 ) - log 5 ( 3 )

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

= log 5 ( 75 3 )

= log 5 ( 25 )

= log 5 ( 5 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) +2 lg( x 4 ) -2 lg( x 4 )
= lg( x -1 ) +2 lg( x 4 ) -2 lg( x 4 )
= - lg( x ) +8 lg( x ) -8 lg( x )
= - lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 8 5 x 3 ) + lg( 4 x 2 ) + lg( 4x ) soweit wie möglich.

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- lg( 8 5 x 3 ) + lg( 4 x 2 ) + lg( 4x )

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

= -( lg( 8 5 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x ) )

= - lg( 8 5 ) - lg( x 3 ) + lg( 4 ) + lg( x 2 ) + lg( 4 ) + lg( x )

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

= - lg( 8 5 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) + lg( x )

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

= - lg( 8 ) + lg( 5 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) + lg( x )

= - lg( 8 ) + lg( 5 ) + lg( 4 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 8 · 5 · 4 · 4 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1