Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 64 gilt.

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

log 4 (64) = 3, eben weil 43 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 8 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 1 8 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2☐ = 1 8

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

log 2 ( 1 8 ) = -3, eben weil 2-3 = 1 8 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 10 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 10 um: 1 10 = 10 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 -1 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -1 = ( 100 1 2 ) -1 = 100 - 1 2

log 100 ( 1 10 ) = log 100 ( 10 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -1 = 100 - 1 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -1 = 100 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100☐ = 10 -1 = 100 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 10 ) = log 100 ( 10 -1 ) = log 100 ( 100 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 100 - 1 2 = 1 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 3311 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 3311 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 3311 ist.

Dabei kommt man auf 1 10000 = 1 10 4 = 10-4 < 1 3311 und auf 1 1000 = 1 10 3 = 10-3 > 1 3311 .

Und da wir bei log 10 ( 1 3311 ) ja das ☐ von 10☐ = 1 3311 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -4 und -3 liegen, wegen:
10-4 = 1 10 4 = 1 10000 < 1 3311 < 1 1000 = 1 10 3 = 10-3

Es gilt somit: -4 < log 10 ( 1 3311 ) < -3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +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( 100000000x ) +5 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 8 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,05 ) - lg( 50 ) .

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lg( 0,05 ) - lg( 50 )

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

= lg( 0.05 50 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 3 ) + lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x 3 ) + lg( x 3 )
= 4 lg( x -3 ) + lg( x 3 )
= -12 lg( x ) +3 lg( x )
= -9 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20x ) - lg( 1000x ) + lg( 50 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 20x ) - lg( 1000x ) + lg( 50 x 3 )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) - ( lg( 1000 ) + lg( x ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 20 ) + lg( x ) - lg( 1000 ) - lg( x ) + lg( 50 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) - lg( 1000 ) - lg( x ) + lg( 50 ) +3 lg( x )

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

= lg( 20 ) + lg( x ) - lg( 1000 ) - lg( x ) + lg( 50 ) +3 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 1000 · 50 · 20 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )