Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 16 gilt.

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

log 4 (16) = 2, eben weil 42 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 9 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 64 ) .

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Man kann erkennen, dass 64 eine Potenz ist: 64 = 4 3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 3 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 3 = ( 16 1 2 ) 3 = 16 3 2

log 16 ( 64 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 3 = 16 3 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 3 = 16 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 3 = 16 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 64 ) = log 16 ( 16 3 2 ) = 3 2 , eben weil 16 3 2 = 64 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (8627) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 8627, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 8627 ist.

Dabei kommt man auf 10 3 = 103 < 8627 und auf 10 4 = 104 > 8627.

Und da wir bei log 10 (8627) ja das ☐ von 10 = 8627 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
103 = 10 3 < 8627 < 10 4 = 104

Es gilt somit: 3 < log 10 (8627) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000x ) +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( 10000x ) +2 lg( x )
= lg( 10000 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 4 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 4 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 20 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 20 )

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

= lg( 0.02 20 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) + lg( 1 x ) + lg( 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 ) + lg( 1 x ) + lg( x 3 )
= lg( x -1 ) + lg( x - 1 2 ) + lg( x 3 )
= - lg( x ) - 1 2 lg( x ) +3 lg( x )
= 3 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) + lg( 2 ) + lg( 1 8 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 3 ) + lg( 2 ) + lg( 1 8 x 2 )

= lg( 4 x -3 ) + lg( 2 ) + lg( 1 8 x 2 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 1 8 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 2 ) + lg( 1 ) + lg( 1 8 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 2 ) +0 + lg( 1 8 ) +2 lg( x )

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

= lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 2 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 8 ) +2 lg( x )

= - 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:

= - lg( x ) + lg( 1 8 · 4 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )