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 14 ( 1 196 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 196 zur Basis 14, also die Hochzahl mit der man 14 potenzieren muss, um auf 1 196 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 14☐ = 1 196 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 14-Potenz zu schreiben versuchen, also 14☐ = 1 196

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

log 14 ( 1 196 ) = -2, eben weil 14-2 = 1 196 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10000000 ) .

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Zuerst schreiben wir 10000000 um: 10000000 = 10000000 1 2

Man kann erkennen, dass 10000000 eine Potenz ist: 10000000 = 10 7

Also schreiben wir 10000000 = 10000000 1 2 = ( 10 7 ) 1 2 = 10 7 2

log 10 ( 10000000 ) = log 10 ( 10 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 7 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 10000000 ) = log 10 ( 10 7 2 ) = 7 2 , eben weil 10 7 2 = 10000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (48259) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 48259, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 48259 ist.

Dabei kommt man auf 10 4 = 104 < 48259 und auf 10 5 = 105 > 48259.

Und da wir bei log 10 (48259) ja das ☐ von 10☐ = 48259 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
104 = 10 4 < 48259 < 10 5 = 105

Es gilt somit: 4 < log 10 (48259) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +4 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( 100000000x ) +4 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 8 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40000 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40000 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40000 · 25 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( 1 x 3 ) +2 lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( 1 x 3 ) +2 lg( 1 x 2 )
= 2 lg( x -3 ) +2 lg( x -2 )
= -6 lg( x ) -4 lg( x )
= -10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 3 ) + lg( 1 40 x 8 ) + lg( 2x ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 3 ) + lg( 1 40 x 8 ) + lg( 2x )

= lg( 20 x 3 ) + lg( 1 40 x -8 ) + lg( 2x )

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

= lg( 20 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 1 40 ) + lg( 1 x 8 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x ) )

= lg( 20 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 40 ) + lg( 1 x 8 ) + lg( 2 ) + lg( x )

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

= lg( 20 ) +3 lg( x ) + lg( 1 40 ) -8 lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x )

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

= lg( 20 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 40 ) -8 lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 40 · 20 · 2 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )