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 13 ( 1 169 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 169 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 1 169 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 1 169 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 13-Potenz zu schreiben versuchen, also 13 = 1 169

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

log 13 ( 1 169 ) = -2, eben weil 13-2 = 1 169 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 1 125 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 125 um: 1 125 = 125 -1

Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Also schreiben wir 1 125 = 125 -1 = ( 5 3 ) -1 = 5 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 -3 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 -3 = ( 25 1 2 ) -3 = 25 - 3 2

log 25 ( 1 125 ) = log 25 ( 5 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 -3 = 25 - 3 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 -3 = 25 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 -3 = 25 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 1 125 ) = log 25 ( 5 -3 ) = log 25 ( 25 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 25 - 3 2 = 1 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (8218) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 8218, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 8218 ist.

Dabei kommt man auf 10 3 = 103 < 8218 und auf 10 4 = 104 > 8218.

Und da wir bei log 10 (8218) ja das ☐ von 10 = 8218 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
103 = 10 3 < 8218 < 10 4 = 104

Es gilt somit: 3 < log 10 (8218) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +2 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( 0,01x ) +2 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= -2 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 4 ) - log 4 ( 4 ) .

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log 4 ( 4 ) - log 4 ( 4 )

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

= log 4 ( 4 4 )

= log 4 ( 1 )

= 0

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 4 ) + lg( 4 x 2 ) - lg( 100 x ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 4 ) + lg( 4 x 2 ) - lg( 100 x )

= lg( 25 x 4 ) + lg( 4 x -2 ) - lg( 100 x -1 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 100 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 25 ) + lg( x 4 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 100 ) - lg( 1 x )

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

= lg( 25 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -2 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( x )

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

= lg( 25 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -2 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )