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 5 ( 5 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 5 4 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 5 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 5 4 als 5 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5☐ = 5 1 4

log 5 ( 5 4 ) = 1 4 , eben weil 5 1 4 = 5 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 8 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 8 um: 1 8 = 8 -1

Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

Also schreiben wir 1 8 = 8 -1 = ( 2 3 ) -1 = 2 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 -3 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 -3 = ( 4 1 2 ) -3 = 4 - 3 2

log 4 ( 1 8 ) = log 4 ( 2 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 -3 = 4 - 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 -3 = 4 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 2 -3 = 4 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 8 ) = log 4 ( 2 -3 ) = log 4 ( 4 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 4 - 3 2 = 1 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 19 (283) liegt.

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Wir suchen 19er-Potenzen in der Näher von 283, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 283 ist.

Dabei kommt man auf 19 = 191 < 283 und auf 19 2 = 192 > 283.

Und da wir bei log 19 (283) ja das ☐ von 19☐ = 283 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
191 = 19 < 283 < 19 2 = 192

Es gilt somit: 1 < log 19 (283) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,0001x ) -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( 0,0001x ) -3 lg( x )
= lg( 0,0001 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 -4 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= -4 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) -4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200000000 ) + lg( 5 ) .

Lösung einblenden

lg( 200000000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 200000000 · 5 )

= lg( 1000000000 )

= lg( 10 9 )

= 9

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) + lg( x 2 ) + lg( x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 ) + lg( x 2 ) + lg( x )
= lg( x -3 ) + lg( x 2 ) + lg( x 1 2 )
= -3 lg( x ) +2 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= - 1 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) + lg( 5x ) + lg( 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 3 ) + lg( 5x ) + lg( 5 x 2 )

= lg( 4 x -3 ) + lg( 5x ) + lg( 5 x 2 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 5 ) + lg( x ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

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

= lg( 4 ) -3 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

= lg( 5 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= lg( 5 · 5 · 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2