Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 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 324 ( 1 18 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 18 um: 1 18 = 18 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 18 sondern zur Basis 324 suchen und 324 gerade 18² ist (also 18 = 324 = 324 1 2 ), formen wir 18 -1 noch so um, dass sie 324 als Basis hat:

18 -1 = ( 324 1 2 ) -1 = 324 - 1 2

log 324 ( 1 18 ) = log 324 ( 18 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 18 -1 = 324 - 1 2 zur Basis 324 suchen, also die Hochzahl mit der man 324 potenzieren muss, um auf 18 -1 = 324 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 324 = 18 -1 = 324 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 324 ( 1 18 ) = log 324 ( 18 -1 ) = log 324 ( 324 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 324 - 1 2 = 1 18 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 ( 1 2 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 2 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 2 ist.

Dabei kommt man auf 1 5 = 1 5 = 5-1 < 1 2 und auf 1 = 1 = 5-0 > 1 2 .

Und da wir bei log 5 ( 1 2 ) ja das ☐ von 5 = 1 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
5-1 = 1 5 = 1 5 < 1 2 < 1 = 1 = 5-0

Es gilt somit: -1 < log 5 ( 1 2 ) < -0

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( 20000 ) + lg( 50 ) .

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lg( 20000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20000 · 50 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( 1 x 2 )
= -2 lg( x -2 )
= 4 lg( x )
= 4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4x ) + lg( 1 100.000 x 2 ) + lg( 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 4x ) + lg( 1 100.000 x 2 ) + lg( 25 x 3 )

= lg( 4x ) + lg( 1 100.000 x 2 ) + lg( 25 x -3 )

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

= lg( 4 ) + lg( x ) + ( lg( 1 100.000 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 4 ) + lg( x ) + lg( 1 100.000 ) + lg( x 2 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 3 )

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

= lg( 4 ) + lg( x ) + lg( 1 100.000 ) +2 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( 4 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100000 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -3 lg( x )

= - lg( 100000 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 100.000 · 25 · 4 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3