Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 5 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 5 als 10 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 5

log 10 ( 10 5 ) = 1 5 , eben weil 10 1 5 = 10 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 125 ) .

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Zuerst schreiben wir 125 um: 125 = 125 1 2

Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Also schreiben wir 125 = 125 1 2 = ( 5 3 ) 1 2 = 5 3 2

log 5 ( 125 ) = log 5 ( 5 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 3 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 125 ) = log 5 ( 5 3 2 ) = 3 2 , eben weil 5 3 2 = 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (47) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 47, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 47 ist.

Dabei kommt man auf 4 2 = 42 < 47 und auf 4 3 = 43 > 47.

Und da wir bei log 4 (47) ja das ☐ von 4 = 47 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
42 = 4 2 < 47 < 4 3 = 43

Es gilt somit: 2 < log 4 (47) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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 2 lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 3 ) + lg( 20 x 2 ) + lg( 1 100.000 x ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 3 ) + lg( 20 x 2 ) + lg( 1 100.000 x )

= lg( 5 x -3 ) + lg( 20 x 2 ) + lg( 1 100.000 x )

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

= lg( 5 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 20 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 1 100.000 ) + lg( x ) )

= lg( 5 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 20 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 100.000 ) + lg( x )

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

= lg( 5 ) -3 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x ) + lg( 1 100.000 ) + lg( x )

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

= lg( 5 ) -3 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100000 ) + lg( x )

= - lg( 100000 ) + lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 100.000 · 20 · 5 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3