Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 10000 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 10000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 10000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 10000 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 10000

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

log 10 ( 1 10000 ) = -4, eben weil 10-4 = 1 10000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 128 ) .

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Zuerst schreiben wir 128 um: 128 = 128 1 2

Man kann erkennen, dass 128 eine Potenz ist: 128 = 2 7

Also schreiben wir 128 = 128 1 2 = ( 2 7 ) 1 2 = 2 7 2

log 2 ( 128 ) = log 2 ( 2 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 7 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 7 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 128 ) = log 2 ( 2 7 2 ) = 7 2 , eben weil 2 7 2 = 128 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 5 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 5 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 5 ist.

Dabei kommt man auf 1 8 = 1 2 3 = 2-3 < 1 5 und auf 1 4 = 1 2 2 = 2-2 > 1 5 .

Und da wir bei log 2 ( 1 5 ) ja das ☐ von 2 = 1 5 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
2-3 = 1 2 3 = 1 8 < 1 5 < 1 4 = 1 2 2 = 2-2

Es gilt somit: -3 < log 2 ( 1 5 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100x ) - 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( 100x ) - lg( x )
= lg( 100 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 2 ) + lg( x ) - lg( x )
= 2 + lg( x ) - lg( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,03 ) - lg( 3 ) .

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lg( 0,03 ) - lg( 3 )

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

= lg( 0.03 3 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( x )
= 2 lg( x 1 2 )
= lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x ) + lg( 1 25 x ) + lg( 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x ) + lg( 1 25 x ) + lg( 5 x 2 )

= lg( 50 x -1 ) + lg( 1 25 x -1 ) + lg( 5 x 2 )

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

= lg( 50 ) + lg( 1 x ) + ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 25 ) + lg( 1 x ) + lg( 5 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 1 25 ) - lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

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

= lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 25 ) - lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

= lg( 50 ) - lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( 50 25 · 5 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1