Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (10000) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10000 gilt.

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

log 10 (10000) = 4, eben weil 104 = 10000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 11 ( 1 121 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 121 zur Basis 11, also die Hochzahl mit der man 11 potenzieren muss, um auf 1 121 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 11 = 1 121 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 11-Potenz zu schreiben versuchen, also 11 = 1 121

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

log 11 ( 1 121 ) = -2, eben weil 11-2 = 1 121 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 10 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 = 100 1 2

log 100 ( 10 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 = 100 1 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 = 100 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 = 100 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 10 ) = log 100 ( 100 1 2 ) = 1 2 , eben weil 100 1 2 = 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 107 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 107 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 107 ist.

Dabei kommt man auf 1 128 = 1 2 7 = 2-7 < 1 107 und auf 1 64 = 1 2 6 = 2-6 > 1 107 .

Und da wir bei log 2 ( 1 107 ) ja das ☐ von 2 = 1 107 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -7 und -6 liegen, wegen:
2-7 = 1 2 7 = 1 128 < 1 107 < 1 64 = 1 2 6 = 2-6

Es gilt somit: -7 < log 2 ( 1 107 ) < -6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000x ) -5 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 ) -5 lg( x )
= lg( 1000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 3 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 3 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50000 · 2 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 2 ) + lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 2 ) + lg( 1 x )
= -2 lg( x 2 ) + lg( x -1 )
= -4 lg( x ) - lg( x )
= -5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 5 x 6 ) + lg( 50 x 2 ) + lg( 1 250.000 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 5 x 6 ) + lg( 50 x 2 ) + lg( 1 250.000 x 4 )

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

= -( lg( 1 5 ) + lg( x 6 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 1 250.000 ) + lg( x 4 ) )

= - lg( 1 5 ) - lg( x 6 ) + lg( 50 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 250.000 ) + lg( x 4 )

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

= - lg( 1 5 ) -6 lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) + lg( 1 250.000 ) +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( 5 ) -6 lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 250000 ) +4 lg( x )

= - lg( 250000 ) + lg( 50 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 250.000 · 50 · 5 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3