Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (8) .

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Wir suchen den Logarithmus von 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 8 gilt.

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

log 2 (8) = 3, eben weil 23 = 8 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 256 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 256 zur Basis 16, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 1 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16☐ = 1 256 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 16-Potenz zu schreiben versuchen, also 16☐ = 1 256

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

log 16 ( 1 256 ) = -2, eben weil 16-2 = 1 256 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 125 ) .

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Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 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 ( 125 ) 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 ( 125 ) = log 25 ( 25 3 2 ) = 3 2 , eben weil 25 3 2 = 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (46308334) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 46308334, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 46308334 ist.

Dabei kommt man auf 10 7 = 107 < 46308334 und auf 10 8 = 108 > 46308334.

Und da wir bei log 10 (46308334) ja das ☐ von 10☐ = 46308334 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
107 = 10 7 < 46308334 < 10 8 = 108

Es gilt somit: 7 < log 10 (46308334) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000 x ) + 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( 10000000 x ) + lg( x )
= lg( 10000000 ) - lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 7 ) - lg( x ) + lg( x )
= 7 - lg( x ) + lg( x )
= 7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 5000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5000 · 2 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) + lg( x 3 ) +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):
lg( 1 x ) + lg( x 3 ) +4 lg( 1 x 3 )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x 3 ) +4 lg( x -3 )
= - 1 2 lg( x ) +3 lg( x ) -12 lg( x )
= - 19 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1000 x 4 ) - lg( 1 20 x ) - lg( 1 5 x 5 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1000 x 4 ) - lg( 1 20 x ) - lg( 1 5 x 5 )

= - lg( 1000 x -4 ) - lg( 1 20 x -1 ) - lg( 1 5 x 5 )

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

= -( lg( 1000 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( x 5 ) )

= - lg( 1000 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x ) - lg( 1 5 ) - lg( x 5 )

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

= - lg( 1000 ) +4 lg( x ) - lg( 1 20 ) + lg( x ) - lg( 1 5 ) -5 lg( x )

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

= - lg( 1000 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) -5 lg( x )

= - lg( 1000 ) + lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 1000 · 20 · 5 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1