Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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Wir suchen den Logarithmus von 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 3 4 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 4 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 3 4 als 3 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 4

log 3 ( 3 4 ) = 1 4 , eben weil 3 1 4 = 3 4 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 5 ( 1 18 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 18 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 18 ist.

Dabei kommt man auf 1 25 = 1 5 2 = 5-2 < 1 18 und auf 1 5 = 1 5 = 5-1 > 1 18 .

Und da wir bei log 5 ( 1 18 ) ja das ☐ von 5 = 1 18 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
5-2 = 1 5 2 = 1 25 < 1 18 < 1 5 = 1 5 = 5-1

Es gilt somit: -2 < log 5 ( 1 18 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 2 ( 8x ) - log 2 ( 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):
log 2 ( 8x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 8 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 2 3 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 3 + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,005 ) - lg( 5 ) .

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lg( 0,005 ) - lg( 5 )

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

= lg( 0.005 5 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 25 2 x 3 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 5x ) soweit wie möglich.

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- lg( 25 2 x 3 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 5x )

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

= -( lg( 25 2 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x ) )

= - lg( 25 2 ) - lg( x 3 ) + lg( 25 ) + lg( x 2 ) + lg( 5 ) + lg( x )

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

= - lg( 25 2 ) -3 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x )

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

= - lg( 25 ) + lg( 2 ) -3 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x )

= lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5 · 2 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1