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 5 ( 1 125 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 125 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 = 1 125

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

log 5 ( 1 125 ) = -3, eben weil 5-3 = 1 125 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 8 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 8 um: 1 8 = 8 - 1 2

Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

Also schreiben wir 1 8 = 8 - 1 2 = ( 2 3 ) - 1 2 = 2 - 3 2

log 2 ( 1 8 ) = log 2 ( 2 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 - 3 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 - 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 1 8 ) = log 2 ( 2 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 2 - 3 2 = 1 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 38 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 38 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 38 ist.

Dabei kommt man auf 1 64 = 1 2 6 = 2-6 < 1 38 und auf 1 32 = 1 2 5 = 2-5 > 1 38 .

Und da wir bei log 2 ( 1 38 ) ja das ☐ von 2 = 1 38 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -6 und -5 liegen, wegen:
2-6 = 1 2 6 = 1 64 < 1 38 < 1 32 = 1 2 5 = 2-5

Es gilt somit: -6 < log 2 ( 1 38 ) < -5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10 x ) -3 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( 10 x ) -3 lg( x )
= lg( 10 ) - lg( x ) -3 lg( x )
= 1 - lg( x ) -3 lg( x )
= -4 lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 30 ) - lg( 3 ) .

Lösung einblenden

lg( 30 ) - lg( 3 )

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

= lg( 30 3 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 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 )
= 4 lg( x -3 )
= -12 lg( x )
= -12 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 10 x 4 ) - lg( 1 4 x 7 ) + lg( 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 10 x 4 ) - lg( 1 4 x 7 ) + lg( 25 x 3 )

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

= lg( 1 10 ) + lg( x 4 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 7 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 10 ) + lg( x 4 ) - lg( 1 4 ) - lg( x 7 ) + lg( 25 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 1 10 ) +4 lg( x ) - lg( 1 4 ) -7 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( 1 ) - lg( 10 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -7 lg( x ) + lg( 25 ) +3 lg( x )

= lg( 25 ) - lg( 10 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25 10 · 4 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1