Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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

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

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 100.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 100.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 100.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 100.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 100.000.000

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

log 10 ( 1 100.000.000 ) = -8, eben weil 10-8 = 1 100.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 5 um: 5 = 5 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 18 (317) liegt.

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Wir suchen 18er-Potenzen in der Näher von 317, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 317 ist.

Dabei kommt man auf 18 = 181 < 317 und auf 18 2 = 182 > 317.

Und da wir bei log 18 (317) ja das ☐ von 18 = 317 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
181 = 18 < 317 < 18 2 = 182

Es gilt somit: 1 < log 18 (317) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000 x ) + 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( 10000000 x ) + lg( x )
= lg( 10000000 ) - lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 7 ) - lg( x ) + lg( x )
= 7 - lg( x ) + lg( x )
= 7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) + lg( 20 ) .

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lg( 5000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 5000 · 20 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 2 ) +4 lg( x 3 ) -2 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 2 ) +4 lg( x 3 ) -2 lg( x 3 )
= lg( x -2 ) +4 lg( x 3 ) -2 lg( x 3 )
= -2 lg( x ) +12 lg( x ) -6 lg( x )
= 4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x ) + lg( 20 x 2 ) + lg( 1 500 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x ) + lg( 20 x 2 ) + lg( 1 500 x 3 )

= - lg( 1 25 x -1 ) + lg( 20 x -2 ) + lg( 1 500 x 3 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 1 500 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( 1 x ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 1 500 ) + lg( x 3 )

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

= - lg( 1 25 ) + lg( x ) + lg( 20 ) -2 lg( x ) + lg( 1 500 ) +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( 25 ) + lg( x ) + lg( 20 ) -2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 500 ) +3 lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 500 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 500 · 25 · 20 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )