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 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 3 um: 3 = 3 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (72) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 72, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 72 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 72 und auf 3 4 = 34 > 72.

Und da wir bei log 3 (72) ja das ☐ von 3 = 72 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 72 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (72) < 4

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 )
= 4 lg( x ) -4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) - lg( 50 ) .

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lg( 500 ) - lg( 50 )

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

= lg( 500 50 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) + lg( 1 x 2 ) -2 lg( x 2 )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x -2 ) -2 lg( x 2 )
= - 1 2 lg( x ) -2 lg( x ) -4 lg( x )
= - 13 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x 2 ) + lg( 20 x ) + lg( 1 40000 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x 2 ) + lg( 20 x ) + lg( 1 40000 x 3 )

= lg( 2 x -2 ) + lg( 20 x -1 ) + lg( 1 40000 x 3 )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 1 40000 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 40000 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 2 ) -2 lg( x ) + lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 1 40000 ) +3 lg( x )

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

= lg( 2 ) -2 lg( x ) + lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 40000 ) +3 lg( x )

= - lg( 40000 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 40000 · 20 · 2 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3