Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 16 gilt.

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 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 25 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 -1

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 -1 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 -1 = ( 25 1 2 ) -1 = 25 - 1 2

log 25 ( 1 5 ) = log 25 ( 5 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 -1 = 25 - 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 -1 = 25 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25☐ = 5 -1 = 25 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 1 5 ) = log 25 ( 5 -1 ) = log 25 ( 25 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 25 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (3) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 3, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 3 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 40 < 3 und auf 4 = 41 > 3.

Und da wir bei log 4 (3) ja das ☐ von 4☐ = 3 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
40 = 1 < 3 < 4 = 41

Es gilt somit: 0 < log 4 (3) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01 x ) -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( 0,01 x ) -5 lg( x )
= lg( 0,01 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 -2 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= -2 - lg( x ) -5 lg( x )
= -6 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,002 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,002 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.002 2 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 625 x 2 ) + lg( 25 ) - lg( 1 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 625 x 2 ) + lg( 25 ) - lg( 1 25 x 3 )

= - lg( 625 x -2 ) + lg( 25 ) - lg( 1 25 x 3 )

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

= -( lg( 625 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 625 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 25 ) + lg( 1 ) - lg( 1 25 ) - lg( x 3 )

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

= - lg( 625 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) +0 - lg( 1 25 ) -3 lg( x )

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

= - lg( 625 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 25 ) -3 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 625 ) + lg( 25 ) + lg( 25 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 625 · 25 · 25 )

= - lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )