Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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

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

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 81 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 2 ) .

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 -1 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 -1 = ( 4 1 2 ) -1 = 4 - 1 2

log 4 ( 1 2 ) = log 4 ( 2 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 -1 = 4 - 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 -1 = 4 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 -1 = 4 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 2 ) = log 4 ( 2 -1 ) = log 4 ( 4 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 4 - 1 2 = 1 2 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (492606140) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 492606140, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 492606140 ist.

Dabei kommt man auf 10 8 = 108 < 492606140 und auf 10 9 = 109 > 492606140.

Und da wir bei log 10 (492606140) ja das ☐ von 10 = 492606140 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 8 und 9 liegen, wegen:
108 = 10 8 < 492606140 < 10 9 = 109

Es gilt somit: 8 < log 10 (492606140) < 9

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,0001x ) -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( 0,0001x ) -5 lg( x )
= lg( 0,0001 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 -4 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) -4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 25000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 25000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25000 · 4 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 4 ) + lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 4 ) + lg( x 3 )
= -8 lg( x ) +3 lg( x )
= -5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 20 x 2 ) - lg( 1 5 x 4 ) - lg( 1 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 20 x 2 ) - lg( 1 5 x 4 ) - lg( 1 4 )

= - lg( 20 x -2 ) - lg( 1 5 x 4 ) - lg( 1 4 )

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

= -( lg( 20 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 20 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 5 ) - lg( x 4 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 )

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

= - lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1 5 ) -4 lg( x ) - lg( 1 4 ) +0

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

= - lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) -4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +0

= -2 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:

= -2 lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 )

= -2 lg( x )