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 5 (1) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 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

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 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 2 (114) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 114, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 114 ist.

Dabei kommt man auf 2 6 = 26 < 114 und auf 2 7 = 27 > 114.

Und da wir bei log 2 (114) ja das ☐ von 2 = 114 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
26 = 2 6 < 114 < 2 7 = 27

Es gilt somit: 6 < log 2 (114) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 5 ( 5x ) - log 5 ( 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 5 ( 5x ) - log 5 ( x )
= log 5 ( 5 ) + log 5 ( x ) - log 5 ( x )
= 1 + log 5 ( x ) - log 5 ( x )
= 1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,4 ) - lg( 4 ) .

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lg( 0,4 ) - lg( 4 )

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

= lg( 0.4 4 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( 1 x ) +2 lg( 1 x 2 ) +2 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( 1 x ) +2 lg( 1 x 2 ) +2 lg( 1 x )
= 2 lg( x -1 ) +2 lg( x -2 ) +2 lg( x - 1 2 )
= -2 lg( x ) -4 lg( x ) - lg( x )
= -7 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 8x ) + lg( 2 ) + lg( 4 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 8x ) + lg( 2 ) + lg( 4 x 4 )

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

= -( lg( 8 ) + lg( x ) ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 4 ) )

= - lg( 8 ) - lg( x ) + lg( 2 ) + lg( 1 ) + lg( 4 ) + lg( x 4 )

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

= - lg( 8 ) - lg( x ) + lg( 2 ) +0 + lg( 4 ) +4 lg( x )

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

= - lg( 8 ) - lg( x ) + lg( 2 ) +0 + lg( 4 ) +4 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 8 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 8 · 4 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )