Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 4 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 4

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 -1 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 -1 = ( 25 1 2 ) -1 = 25 - 1 2

log 25 ( 1 5 ) = log 25 ( 5 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 -1 = 25 - 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 -1 = 25 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 -1 = 25 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 1 5 ) = log 25 ( 5 -1 ) = log 25 ( 25 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 25 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (7) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 7, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7 ist.

Dabei kommt man auf 2 2 = 22 < 7 und auf 2 3 = 23 > 7.

Und da wir bei log 2 (7) ja das ☐ von 2 = 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
22 = 2 2 < 7 < 2 3 = 23

Es gilt somit: 2 < log 2 (7) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -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( 0.00001x ) -5 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + 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: log 11 ( 363 ) - log 11 ( 3 ) .

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log 11 ( 363 ) - log 11 ( 3 )

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

= log 11 ( 363 3 )

= log 11 ( 121 )

= log 11 ( 11 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 ) +4 lg( x 3 )
= lg( x -3 ) +4 lg( x 3 )
= -3 lg( x ) +12 lg( x )
= 9 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 5 x 3 ) - lg( 1 20 ) + lg( 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 5 x 3 ) - lg( 1 20 ) + lg( 25 x 3 )

= lg( 1 5 x 3 ) - lg( 1 20 ) + lg( 25 x -3 )

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

= lg( 1 5 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 5 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 5 ) +3 lg( x ) - lg( 1 20 ) +0 + lg( 25 ) -3 lg( x )

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

= lg( 1 ) - lg( 5 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +0 + lg( 25 ) -3 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 20 ) - lg( 5 )

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

= lg( 25 · 20 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2