Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 3 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 3 als 10 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 3

log 10 ( 10 3 ) = 1 3 , eben weil 10 1 3 = 10 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 12 ( 1 12 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 12 um: 1 12 = 12 - 1 2

log 12 ( 1 12 ) = log 12 ( 12 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 12 - 1 2 zur Basis 12 suchen, also die Hochzahl mit der man 12 potenzieren muss, um auf 12 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 12 = 12 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 12 ( 1 12 ) = log 12 ( 12 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 12 - 1 2 = 1 12 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 15 (198) liegt.

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Wir suchen 15er-Potenzen in der Näher von 198, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 198 ist.

Dabei kommt man auf 15 = 151 < 198 und auf 15 2 = 152 > 198.

Und da wir bei log 15 (198) ja das ☐ von 15 = 198 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
151 = 15 < 198 < 15 2 = 152

Es gilt somit: 1 < log 15 (198) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10x ) +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( 10x ) +2 lg( x )
= lg( 10 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 1 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000 ) + lg( 50 ) .

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lg( 2000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 2000 · 50 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 3 ) + lg( x ) + 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 3 ) + lg( x ) + lg( x )
= 4 lg( x 3 ) + lg( x 1 2 ) + lg( x 1 2 )
= 12 lg( x ) + 1 2 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= 13 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 4 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 2500 x 6 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 4 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 2500 x 6 )

= lg( 50 x 4 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 2500 x -6 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 5 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 1 2500 ) + lg( 1 x 6 ) )

= lg( 50 ) + lg( x 4 ) + lg( 5 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 2500 ) + lg( 1 x 6 )

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

= lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 1 2500 ) -6 lg( x )

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

= lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 2500 ) -6 lg( x )

= - lg( 2500 ) + lg( 50 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 2500 · 50 · 5 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1