Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 16 gilt.

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 1.000.000

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

log 10 ( 1 1.000.000 ) = -6, eben weil 10-6 = 1 1.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 361 ( 1 19 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 19 um: 1 19 = 19 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 19 sondern zur Basis 361 suchen und 361 gerade 19² ist (also 19 = 361 = 361 1 2 ), formen wir 19 -1 noch so um, dass sie 361 als Basis hat:

19 -1 = ( 361 1 2 ) -1 = 361 - 1 2

log 361 ( 1 19 ) = log 361 ( 19 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 -1 = 361 - 1 2 zur Basis 361 suchen, also die Hochzahl mit der man 361 potenzieren muss, um auf 19 -1 = 361 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 361 = 19 -1 = 361 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 361 ( 1 19 ) = log 361 ( 19 -1 ) = log 361 ( 361 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 361 - 1 2 = 1 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 11 ( 1 43 ) liegt.

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Wir suchen 11er-Potenzen in der Näher von 1 43 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 43 ist.

Dabei kommt man auf 1 121 = 1 11 2 = 11-2 < 1 43 und auf 1 11 = 1 11 = 11-1 > 1 43 .

Und da wir bei log 11 ( 1 43 ) ja das ☐ von 11 = 1 43 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
11-2 = 1 11 2 = 1 121 < 1 43 < 1 11 = 1 11 = 11-1

Es gilt somit: -2 < log 11 ( 1 43 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) -2 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 ) -2 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 7 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50 ) - lg( 5 ) .

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lg( 50 ) - lg( 5 )

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

= lg( 50 5 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( 1 x )
= lg( x 1 2 ) + lg( x - 1 2 )
= 1 2 lg( x ) - 1 2 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 200 x 3 ) + lg( 4 x 4 ) + lg( 50x ) soweit wie möglich.

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lg( 1 200 x 3 ) + lg( 4 x 4 ) + lg( 50x )

= lg( 1 200 x -3 ) + lg( 4 x 4 ) + lg( 50x )

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

= lg( 1 200 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 4 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x ) )

= lg( 1 200 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 4 ) + lg( x 4 ) + lg( 50 ) + lg( x )

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

= lg( 1 200 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x ) + lg( 50 ) + 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( 200 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x ) + lg( 50 ) + lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )