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 2 ( 2 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 3 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 2 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 2 3 als 2 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 3

log 2 ( 2 3 ) = 1 3 , eben weil 2 1 3 = 2 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 -1 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 -1 = ( 16 1 2 ) -1 = 16 - 1 2

log 16 ( 1 4 ) = log 16 ( 4 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 -1 = 16 - 1 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 -1 = 16 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 -1 = 16 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 1 4 ) = log 16 ( 4 -1 ) = log 16 ( 16 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 16 - 1 2 = 1 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (7730013) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 7730013, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7730013 ist.

Dabei kommt man auf 10 6 = 106 < 7730013 und auf 10 7 = 107 > 7730013.

Und da wir bei log 10 (7730013) ja das ☐ von 10 = 7730013 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
106 = 10 6 < 7730013 < 10 7 = 107

Es gilt somit: 6 < log 10 (7730013) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) -3 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 ) -3 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 8 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40 · 25 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 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):
4 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x 2 )
= 4 lg( x -2 ) + lg( x -2 )
= -8 lg( x ) -2 lg( x )
= -10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 10 x 2 ) - lg( 1 5 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 10 x 2 ) - lg( 1 5 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 )

= lg( 1 10 x 2 ) - lg( 1 5 x 2 ) - lg( 1 2 x -3 )

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

= lg( 1 10 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 5 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 10 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 5 ) - lg( x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 10 ) +2 lg( x ) - lg( 1 5 ) -2 lg( x ) - lg( 1 2 ) +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( 10 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +3 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )