Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 25 gilt.

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 25 ) .

Lösung einblenden

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 169 ( 1 13 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 13 um: 1 13 = 13 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 13 sondern zur Basis 169 suchen und 169 gerade 13² ist (also 13 = 169 = 169 1 2 ), formen wir 13 -1 noch so um, dass sie 169 als Basis hat:

13 -1 = ( 169 1 2 ) -1 = 169 - 1 2

log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 -1 = 169 - 1 2 zur Basis 169 suchen, also die Hochzahl mit der man 169 potenzieren muss, um auf 13 -1 = 169 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 169 = 13 -1 = 169 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) = log 169 ( 169 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 169 - 1 2 = 1 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (165) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 165, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 165 ist.

Dabei kommt man auf 10 2 = 102 < 165 und auf 10 3 = 103 > 165.

Und da wir bei log 10 (165) ja das ☐ von 10 = 165 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
102 = 10 2 < 165 < 10 3 = 103

Es gilt somit: 2 < log 10 (165) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100x ) -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( 100x ) -5 lg( x )
= lg( 100 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 2 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 2 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500000 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500000 · 20 )

= lg( 10000000 )

= lg( 10 7 )

= 7

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 20 x 4 ) - lg( 1 2 x ) - lg( 400 x 5 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 20 x 4 ) - lg( 1 2 x ) - lg( 400 x 5 )

= - lg( 1 20 x -4 ) - lg( 1 2 x -1 ) - lg( 400 x 5 )

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

= -( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 400 ) + lg( x 5 ) )

= - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x ) - lg( 400 ) - lg( x 5 )

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

= - lg( 1 20 ) +4 lg( x ) - lg( 1 2 ) + lg( x ) - lg( 400 ) -5 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 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) + lg( x ) - lg( 400 ) -5 lg( x )

= - lg( 400 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 400 · 20 · 2 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1