Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 81 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 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (61399) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 61399, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 61399 ist.

Dabei kommt man auf 10 4 = 104 < 61399 und auf 10 5 = 105 > 61399.

Und da wir bei log 10 (61399) ja das ☐ von 10 = 61399 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
104 = 10 4 < 61399 < 10 5 = 105

Es gilt somit: 4 < log 10 (61399) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 3 ( 27x ) - log 3 ( 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 3 ( 27x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 27 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 3 3 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 3 + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,5 ) - lg( 5 ) .

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lg( 0,5 ) - lg( 5 )

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

= lg( 0.5 5 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( x 4 ) + lg( 1 x )
= 2 lg( x 4 ) + lg( x -1 )
= 8 lg( x ) - lg( x )
= 7 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 4 x 9 ) - lg( 1 20 x ) - lg( 80 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 4 x 9 ) - lg( 1 20 x ) - lg( 80 x 4 )

= - lg( 1 4 x 9 ) - lg( 1 20 x -1 ) - lg( 80 x -4 )

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

= -( lg( 1 4 ) + lg( x 9 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 80 ) + lg( 1 x 4 ) )

= - lg( 1 4 ) - lg( x 9 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x ) - lg( 80 ) - lg( 1 x 4 )

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

= - lg( 1 4 ) -9 lg( x ) - lg( 1 20 ) + lg( x ) - lg( 80 ) +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( 4 ) -9 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) + lg( x ) - lg( 80 ) +4 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 80 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

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

= -4 lg( x )