Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

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.

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

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 16 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 16

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

log 4 ( 1 16 ) = -2, eben weil 4-2 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 12 ( 1 12 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 12 um: 1 12 = 12 - 1 2

log 12 ( 1 12 ) = log 12 ( 12 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 12 - 1 2 zur Basis 12 suchen, also die Hochzahl mit der man 12 potenzieren muss, um auf 12 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 12 = 12 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 12 ( 1 12 ) = log 12 ( 12 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 12 - 1 2 = 1 12 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (39446) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 39446, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 39446 ist.

Dabei kommt man auf 10 4 = 104 < 39446 und auf 10 5 = 105 > 39446.

Und da wir bei log 10 (39446) ja das ☐ von 10 = 39446 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
104 = 10 4 < 39446 < 10 5 = 105

Es gilt somit: 4 < log 10 (39446) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) -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( 100000x ) -5 lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 5 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 2000000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 2000000 · 5 )

= lg( 10000000 )

= lg( 10 7 )

= 7

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 2 ) +4 lg( 1 x ) + lg( 1 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 2 ) +4 lg( 1 x ) + lg( 1 x 2 )
= lg( x -2 ) +4 lg( x - 1 2 ) + lg( x -2 )
= -2 lg( x ) -2 lg( x ) -2 lg( x )
= -6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5x ) - lg( 20 x 8 ) - lg( 1 4 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 5x ) - lg( 20 x 8 ) - lg( 1 4 x 4 )

= lg( 5x ) - lg( 20 x 8 ) - lg( 1 4 x -4 )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) - ( lg( 20 ) + lg( x 8 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 20 ) - lg( x 8 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 20 ) -8 lg( x ) - lg( 1 4 ) +4 lg( x )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 20 ) -8 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +4 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 20 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )