Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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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.

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

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 3 ) .

Lösung einblenden

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

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

Wenn wir jetzt die 3 3 als 3 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 3

log 3 ( 3 3 ) = 1 3 , eben weil 3 1 3 = 3 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 32 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 32 um: 1 32 = 32 -1

Man kann erkennen, dass 32 eine Potenz ist: 32 = 2 5

Also schreiben wir 1 32 = 32 -1 = ( 2 5 ) -1 = 2 -5

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 -5 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 -5 = ( 4 1 2 ) -5 = 4 - 5 2

log 4 ( 1 32 ) = log 4 ( 2 -5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 -5 = 4 - 5 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 -5 = 4 - 5 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 -5 = 4 - 5 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 32 ) = log 4 ( 2 -5 ) = log 4 ( 4 - 5 2 ) = - 5 2 , eben weil 4 - 5 2 = 1 32 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 65592 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 65592 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 65592 ist.

Dabei kommt man auf 1 100000 = 1 10 5 = 10-5 < 1 65592 und auf 1 10000 = 1 10 4 = 10-4 > 1 65592 .

Und da wir bei log 10 ( 1 65592 ) ja das ☐ von 10 = 1 65592 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -5 und -4 liegen, wegen:
10-5 = 1 10 5 = 1 100000 < 1 65592 < 1 10000 = 1 10 4 = 10-4

Es gilt somit: -5 < log 10 ( 1 65592 ) < -4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 17 ( 289x ) - log 17 ( 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 17 ( 289x ) - log 17 ( x )
= log 17 ( 289 ) + log 17 ( x ) - log 17 ( x )
= log 17 ( 17 2 ) + log 17 ( x ) - log 17 ( x )
= 2 + log 17 ( x ) - log 17 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) + lg( 50 ) .

Lösung einblenden

lg( 20 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20 · 50 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -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 3 )
= -6 lg( x )
= -6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 2 ) + lg( 1 500 x 9 ) + lg( 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 2 ) + lg( 1 500 x 9 ) + lg( 25 x 3 )

= lg( 20 x 2 ) + lg( 1 500 x -9 ) + lg( 25 x 3 )

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

= lg( 20 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 1 500 ) + lg( 1 x 9 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 20 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 500 ) + lg( 1 x 9 ) + lg( 25 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 20 ) +2 lg( x ) + lg( 1 500 ) -9 lg( x ) + lg( 25 ) +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 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 500 ) -9 lg( x ) + lg( 25 ) +3 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 500 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 500 · 25 · 20 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

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

= -4 lg( x )