Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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Wir suchen den Logarithmus von 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 5 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 5

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

log 5 ( 1 5 ) = -1, eben weil 5-1 = 1 5 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 3 (56) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 56, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 56 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 56 und auf 3 4 = 34 > 56.

Und da wir bei log 3 (56) ja das ☐ von 3 = 56 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 56 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (56) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) -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( 100000000x ) -4 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 8 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +8

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( 1 x ) + lg( 1 x ) +2 lg( x )
= -2 lg( x -1 ) + lg( x - 1 2 ) +2 lg( x 1 2 )
= 2 lg( x ) - 1 2 lg( x ) + lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 16 x 3 ) + lg( 4 x 5 ) + lg( 4 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 16 x 3 ) + lg( 4 x 5 ) + lg( 4 x 2 )

= - lg( 16 x -3 ) + lg( 4 x -5 ) + lg( 4 x -2 )

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

= -( lg( 16 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 5 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 16 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 5 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 16 ) +3 lg( x ) + lg( 4 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) -2 lg( x )

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

= - lg( 16 ) +3 lg( x ) + lg( 4 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) -2 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 16 ) + lg( 4 ) + lg( 4 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 16 · 4 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )