Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (128) .

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Wir suchen den Logarithmus von 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 128 gilt.

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

log 2 (128) = 7, eben weil 27 = 128 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 25 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 1 25 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5☐ = 1 25

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

log 5 ( 1 25 ) = -2, eben weil 5-2 = 1 25 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 196 ( 14 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 14 sondern zur Basis 196 suchen und 196 gerade 14² ist (also 14 = 196 = 196 1 2 ), formen wir 14 noch so um, dass sie 196 als Basis hat:

14 = 196 1 2

log 196 ( 14 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 14 = 196 1 2 zur Basis 196 suchen, also die Hochzahl mit der man 196 potenzieren muss, um auf 14 = 196 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 196☐ = 14 = 196 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 196 ( 14 ) = log 196 ( 196 1 2 ) = 1 2 , eben weil 196 1 2 = 14 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (6) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 6, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 6 ist.

Dabei kommt man auf 3 = 31 < 6 und auf 3 2 = 32 > 6.

Und da wir bei log 3 (6) ja das ☐ von 3☐ = 6 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
31 = 3 < 6 < 3 2 = 32

Es gilt somit: 1 < log 3 (6) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 15 ( 225x ) - log 15 ( 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):
log 15 ( 225x ) - log 15 ( x )
= log 15 ( 225 ) + log 15 ( x ) - log 15 ( x )
= log 15 ( 15 2 ) + log 15 ( x ) - log 15 ( x )
= 2 + log 15 ( x ) - log 15 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 128 ) - log 2 ( 4 ) .

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log 2 ( 128 ) - log 2 ( 4 )

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

= log 2 ( 128 4 )

= log 2 ( 32 )

= log 2 ( 2 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) +4 lg( 1 x 3 ) + 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 3 ) +4 lg( 1 x 3 ) + lg( x 4 )
= lg( x -3 ) +4 lg( x -3 ) + lg( x 4 )
= -3 lg( x ) -12 lg( x ) +4 lg( x )
= -11 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 20 x 3 ) + lg( 1 1000 x ) + lg( 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 20 x 3 ) + lg( 1 1000 x ) + lg( 5 x 2 )

= - lg( 1 20 x -3 ) + lg( 1 1000 x -1 ) + lg( 5 x -2 )

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

= -( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 1 1000 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 1 1000 ) + lg( 1 x ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 1 20 ) +3 lg( x ) + lg( 1 1000 ) - lg( x ) + lg( 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( 20 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 1000 ) - lg( x ) + lg( 5 ) -2 lg( x )

= - lg( 1000 ) + lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 1000 · 20 · 5 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1