Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 ( 1 361 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 361 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 1 361 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 1 361 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 19-Potenz zu schreiben versuchen, also 19 = 1 361

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

log 19 ( 1 361 ) = -2, eben weil 19-2 = 1 361 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 3 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 = 9 1 2

log 9 ( 3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 = 9 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 = 9 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 = 9 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 3 ) = log 9 ( 9 1 2 ) = 1 2 , eben weil 9 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 14 (193) liegt.

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Wir suchen 14er-Potenzen in der Näher von 193, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 193 ist.

Dabei kommt man auf 14 = 141 < 193 und auf 14 2 = 142 > 193.

Und da wir bei log 14 (193) ja das ☐ von 14 = 193 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
141 = 14 < 193 < 14 2 = 142

Es gilt somit: 1 < log 14 (193) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) -4 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( 0,01x ) -4 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= -2 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 50000000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50000000 · 2 )

= lg( 100000000 )

= lg( 10 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x 3 ) -2 lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x 3 ) -2 lg( x 4 )
= 4 lg( x -3 ) + lg( x -3 ) -2 lg( x 4 )
= -12 lg( x ) -3 lg( x ) -8 lg( x )
= -23 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 3 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 1 1000 x 11 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 3 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 1 1000 x 11 )

= lg( 50 x 3 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 1 1000 x -11 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 20 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 1 1000 ) + lg( 1 x 11 ) )

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) + lg( 20 ) + lg( x 4 ) + lg( 1 1000 ) + lg( 1 x 11 )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 1 1000 ) -11 lg( x )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 1000 ) -11 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 1000 · 50 · 20 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )