Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 gilt.

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 4 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 4 als 10 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10☐ = 10 1 4

log 10 ( 10 4 ) = 1 4 , eben weil 10 1 4 = 10 4 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 3 (6) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 6, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 6 ist.

Dabei kommt man auf 3 = 31 < 6 und auf 3 2 = 32 > 6.

Und da wir bei log 3 (6) ja das ☐ von 3☐ = 6 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
31 = 3 < 6 < 3 2 = 32

Es gilt somit: 1 < log 3 (6) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1 x ) -4 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( 0,1 x ) -4 lg( x )
= lg( 0,1 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -1 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= -1 - lg( x ) -4 lg( x )
= -5 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 300 ) - lg( 3 ) .

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lg( 300 ) - lg( 3 )

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

= lg( 300 3 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 3 ) + lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 3 ) + lg( x 4 )
= 3 lg( x ) +4 lg( x )
= 7 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 50 x 7 ) + lg( 50x ) - lg( 2500 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 50 x 7 ) + lg( 50x ) - lg( 2500 x 2 )

= - lg( 1 50 x 7 ) + lg( 50x ) - lg( 2500 x -2 )

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

= -( lg( 1 50 ) + lg( x 7 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x ) ) - ( lg( 2500 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 1 50 ) - lg( x 7 ) + lg( 50 ) + lg( x ) - lg( 2500 ) - lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 1 50 ) -7 lg( x ) + lg( 50 ) + lg( x ) - lg( 2500 ) +2 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( 50 ) -7 lg( x ) + lg( 50 ) + lg( x ) - lg( 2500 ) +2 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 2500 ) + lg( 50 ) + lg( 50 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 2500 · 50 · 50 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 50 · 50 )

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

= -4 lg( x )