Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 14 ( 1 196 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 196 zur Basis 14, also die Hochzahl mit der man 14 potenzieren muss, um auf 1 196 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 14☐ = 1 196 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 14-Potenz zu schreiben versuchen, also 14☐ = 1 196

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

log 14 ( 1 196 ) = -2, eben weil 14-2 = 1 196 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 169 ( 13 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 13 sondern zur Basis 169 suchen und 169 gerade 13² ist (also 13 = 169 = 169 1 2 ), formen wir 13 noch so um, dass sie 169 als Basis hat:

13 = 169 1 2

log 169 ( 13 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 = 169 1 2 zur Basis 169 suchen, also die Hochzahl mit der man 169 potenzieren muss, um auf 13 = 169 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 169☐ = 13 = 169 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 169 ( 13 ) = log 169 ( 169 1 2 ) = 1 2 , eben weil 169 1 2 = 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (157) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 157, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 157 ist.

Dabei kommt man auf 2 7 = 27 < 157 und auf 2 8 = 28 > 157.

Und da wir bei log 2 (157) ja das ☐ von 2☐ = 157 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
27 = 2 7 < 157 < 2 8 = 28

Es gilt somit: 7 < log 2 (157) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 4 ( x ) - log 4 ( 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 4 ( x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 1 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 1 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 0 + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
=0

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 lg( 1 x ) +2 lg( 1 x 3 ) + lg( x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) +2 lg( 1 x 3 ) + lg( x 2 )
= lg( x -1 ) +2 lg( x -3 ) + lg( x 2 )
= - lg( x ) -6 lg( x ) +2 lg( x )
= -5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 3 ) + lg( 1 100 x 6 ) + lg( 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 3 ) + lg( 1 100 x 6 ) + lg( 20 x 2 )

= lg( 5 x -3 ) + lg( 1 100 x 6 ) + lg( 20 x 2 )

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

= lg( 5 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 6 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 5 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 100 ) + lg( x 6 ) + lg( 20 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 5 ) -3 lg( x ) + lg( 1 100 ) +6 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

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

= lg( 5 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +6 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

= 5 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 100 · 20 · 5 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )