Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 9 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3☐ = 1 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 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 10 (1732336) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1732336, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1732336 ist.

Dabei kommt man auf 10 6 = 106 < 1732336 und auf 10 7 = 107 > 1732336.

Und da wir bei log 10 (1732336) ja das ☐ von 10☐ = 1732336 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
106 = 10 6 < 1732336 < 10 7 = 107

Es gilt somit: 6 < log 10 (1732336) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) -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( 10000000x ) -5 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 7 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) + lg( 50 ) .

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lg( 200 ) + lg( 50 )

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

= lg( 200 · 50 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) -2 lg( x 4 ) +4 lg( 1 x ) 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 ) +4 lg( 1 x )
= lg( x -1 ) -2 lg( x 4 ) +4 lg( x - 1 2 )
= - lg( x ) -8 lg( x ) -2 lg( x )
= -11 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 50 x 3 ) + lg( 2 x 9 ) + lg( 25 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 50 x 3 ) + lg( 2 x 9 ) + lg( 25 x 4 )

= lg( 1 50 x 3 ) + lg( 2 x -9 ) + lg( 25 x 4 )

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

= lg( 1 50 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x 9 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 1 50 ) + lg( x 3 ) + lg( 2 ) + lg( 1 x 9 ) + lg( 25 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 1 50 ) +3 lg( x ) + lg( 2 ) -9 lg( x ) + lg( 25 ) +4 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( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 2 ) -9 lg( x ) + lg( 25 ) +4 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 2 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 )

= -2 lg( x )