Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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Wir suchen den Logarithmus von 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 25 zu kommen.

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

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

Lösung einblenden

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

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

Wenn wir jetzt die 3 als 3 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3☐ = 3 1 2

log 3 ( 3 ) = 1 2 , eben weil 3 1 2 = 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 27 um: 27 = 27 1 2

Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Also schreiben wir 27 = 27 1 2 = ( 3 3 ) 1 2 = 3 3 2

log 3 ( 27 ) = log 3 ( 3 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 3 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 3 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 27 ) = log 3 ( 3 3 2 ) = 3 2 , eben weil 3 3 2 = 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (78) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 78, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 78 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 78 und auf 3 4 = 34 > 78.

Und da wir bei log 3 (78) ja das ☐ von 3☐ = 78 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 78 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (78) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 45 ) - log 3 ( 5 ) .

Lösung einblenden

log 3 ( 45 ) - log 3 ( 5 )

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

= log 3 ( 45 5 )

= log 3 ( 9 )

= log 3 ( 3 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 200 x 7 ) - lg( 1 4 x 4 ) - lg( 1 5 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 200 x 7 ) - lg( 1 4 x 4 ) - lg( 1 5 x 3 )

= lg( 1 200 x -7 ) - lg( 1 4 x -4 ) - lg( 1 5 x -3 )

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

= lg( 1 200 ) + lg( 1 x 7 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 200 ) + lg( 1 x 7 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 1 5 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 200 ) -7 lg( x ) - lg( 1 4 ) +4 lg( x ) - lg( 1 5 ) +3 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( 200 ) -7 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) +3 lg( x )

= - lg( 200 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 200 · 5 · 4 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1