Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 81 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 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 144 ( 12 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 12 sondern zur Basis 144 suchen und 144 gerade 12² ist (also 12 = 144 = 144 1 2 ), formen wir 12 noch so um, dass sie 144 als Basis hat:

12 = 144 1 2

log 144 ( 12 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 12 = 144 1 2 zur Basis 144 suchen, also die Hochzahl mit der man 144 potenzieren muss, um auf 12 = 144 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 144☐ = 12 = 144 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 144 ( 12 ) = log 144 ( 144 1 2 ) = 1 2 , eben weil 144 1 2 = 12 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

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

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

Dabei kommt man auf 1 = 50 < 2 und auf 5 = 51 > 2.

Und da wir bei log 5 (2) ja das ☐ von 5☐ = 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
50 = 1 < 2 < 5 = 51

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

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000x ) +3 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( 1000x ) +3 lg( x )
= lg( 1000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 3 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 3 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 500000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 500000 · 2 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 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( x -1 )
= - lg( x )
= - lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 3 ) + lg( 20 x 3 ) - lg( 500 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 3 ) + lg( 20 x 3 ) - lg( 500 x 2 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 20 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 500 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 25 ) + lg( x 3 ) + lg( 20 ) + lg( x 3 ) - lg( 500 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) +3 lg( x ) - lg( 500 ) -2 lg( x )

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

= lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) +3 lg( x ) - lg( 500 ) -2 lg( x )

= 4 lg( x ) - lg( 500 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 500 · 25 · 20 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )