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 3 ( 3 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 3 4 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 3 4 als 3 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 4

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 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 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 14 (47) liegt.

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Wir suchen 14er-Potenzen in der Näher von 47, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 47 ist.

Dabei kommt man auf 14 = 141 < 47 und auf 14 2 = 142 > 47.

Und da wir bei log 14 (47) ja das ☐ von 14 = 47 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
141 = 14 < 47 < 14 2 = 142

Es gilt somit: 1 < log 14 (47) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000x ) +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( 10000000000x ) +5 lg( x )
= lg( 10000000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 10 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 10 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 5120 ) - log 2 ( 20 ) .

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log 2 ( 5120 ) - log 2 ( 20 )

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

= log 2 ( 5120 20 )

= log 2 ( 256 )

= log 2 ( 2 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 2 ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 625 x 8 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 2 ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 625 x 8 )

= lg( 25 x 2 ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 625 x -8 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 25 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 1 625 ) + lg( 1 x 8 ) )

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) + lg( 25 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 625 ) + lg( 1 x 8 )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 1 625 ) -8 lg( x )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 625 ) -8 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 625 ) + lg( 25 ) + lg( 25 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 625 · 25 · 25 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )