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 4 ( 4 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 4 3 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 4 3 als 4 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 4 = 4 1 3

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 1 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 ( 1 8 ) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 8 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 8 ist.

Dabei kommt man auf 1 9 = 1 3 2 = 3-2 < 1 8 und auf 1 3 = 1 3 = 3-1 > 1 8 .

Und da wir bei log 3 ( 1 8 ) ja das ☐ von 3 = 1 8 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
3-2 = 1 3 2 = 1 9 < 1 8 < 1 3 = 1 3 = 3-1

Es gilt somit: -2 < log 3 ( 1 8 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1 x ) +3 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( 0,1 x ) +3 lg( x )
= lg( 0,1 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 -1 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= -1 - lg( x ) +3 lg( x )
= 2 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 30 ) - lg( 3 ) .

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lg( 30 ) - lg( 3 )

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

= lg( 30 3 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 )
= lg( x -3 )
= -3 lg( x )
= -3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 625 x 8 ) - lg( 1 25 x 3 ) + lg( 25 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 625 x 8 ) - lg( 1 25 x 3 ) + lg( 25 x 4 )

= - lg( 625 x 8 ) - lg( 1 25 x -3 ) + lg( 25 x 4 )

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

= -( lg( 625 ) + lg( x 8 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 4 ) )

= - lg( 625 ) - lg( x 8 ) - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 25 ) + lg( x 4 )

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

= - lg( 625 ) -8 lg( x ) - lg( 1 25 ) +3 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( 625 ) -8 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) +4 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 625 ) + lg( 25 ) + lg( 25 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 625 · 25 · 25 )

= - lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )