Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

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

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 5 ) .

Lösung einblenden

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

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

Wenn wir jetzt die 5 5 als 5 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 5

log 5 ( 5 5 ) = 1 5 , eben weil 5 1 5 = 5 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 1 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 15 ( 1 115 ) liegt.

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Wir suchen 15er-Potenzen in der Näher von 1 115 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 115 ist.

Dabei kommt man auf 1 225 = 1 15 2 = 15-2 < 1 115 und auf 1 15 = 1 15 = 15-1 > 1 115 .

Und da wir bei log 15 ( 1 115 ) ja das ☐ von 15 = 1 115 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
15-2 = 1 15 2 = 1 225 < 1 115 < 1 15 = 1 15 = 15-1

Es gilt somit: -2 < log 15 ( 1 115 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100x ) + 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( 100x ) + lg( x )
= lg( 100 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 2 ) + lg( x ) + lg( x )
= 2 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2 ) - lg( 20 ) .

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lg( 2 ) - lg( 20 )

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

= lg( 2 20 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 2 ) + lg( 1 10 x 3 ) - lg( 1 4 x ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 2 ) + lg( 1 10 x 3 ) - lg( 1 4 x )

= lg( 25 x 2 ) + lg( 1 10 x -3 ) - lg( 1 4 x -1 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 1 10 ) + lg( 1 x 3 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 10 ) + lg( 1 x 3 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 x )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 1 10 ) -3 lg( x ) - lg( 1 4 ) + lg( x )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 10 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) + lg( x )

= lg( 25 ) - lg( 10 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25 10 · 4 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1