Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 25 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 25 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 25

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

log 5 ( 1 25 ) = -2, eben weil 5-2 = 1 25 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 3 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 = 9 1 2

log 9 ( 3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 = 9 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 = 9 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 = 9 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 3 ) = log 9 ( 9 1 2 ) = 1 2 , eben weil 9 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (35) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 35, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 35 ist.

Dabei kommt man auf 2 5 = 25 < 35 und auf 2 6 = 26 > 35.

Und da wir bei log 2 (35) ja das ☐ von 2 = 35 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
25 = 2 5 < 35 < 2 6 = 26

Es gilt somit: 5 < log 2 (35) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -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( 0.00001x ) -5 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= -5 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500 · 20 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 2 ) -2 lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 2 ) -2 lg( x 3 )
= -4 lg( x ) -6 lg( x )
= -10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 50 x 4 ) + lg( 25 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 50 x 4 ) + lg( 25 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 )

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

= lg( 1 50 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 25 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 50 ) + lg( x 4 ) + lg( 25 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( x 3 )

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

= lg( 1 50 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) -3 lg( x )

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

= lg( 1 ) - lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) -3 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 2 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )