Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 64 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 64 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 64

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

log 2 ( 1 64 ) = -6, eben weil 2-6 = 1 64 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 3 um: 3 = 3 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (8) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 8, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 8 ist.

Dabei kommt man auf 4 = 41 < 8 und auf 4 2 = 42 > 8.

Und da wir bei log 4 (8) ja das ☐ von 4 = 8 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
41 = 4 < 8 < 4 2 = 42

Es gilt somit: 1 < log 4 (8) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10 x ) -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( 10 x ) -2 lg( x )
= lg( 10 ) - lg( x ) -2 lg( x )
= 1 - lg( x ) -2 lg( x )
= -3 lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 17 ( 5780 ) - log 17 ( 20 ) .

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log 17 ( 5780 ) - log 17 ( 20 )

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

= log 17 ( 5780 20 )

= log 17 ( 289 )

= log 17 ( 17 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 2 ) + lg( x ) + 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( x 2 ) + lg( x ) + lg( 1 x 3 )
= 4 lg( x 2 ) + lg( x 1 2 ) + lg( x -3 )
= 8 lg( x ) + 1 2 lg( x ) -3 lg( x )
= 11 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

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

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

= 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:

= lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )