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 13 ( 13 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 13 4 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 13 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13☐ = 13 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 13 4 als 13 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 13☐ = 13 1 4

log 13 ( 13 4 ) = 1 4 , eben weil 13 1 4 = 13 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1000000000 ) .

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Man kann erkennen, dass 1000000000 eine Potenz ist: 1000000000 = 10 9

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 9 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 9 = ( 100 1 2 ) 9 = 100 9 2

log 100 ( 1000000000 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 9 = 100 9 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 9 = 100 9 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100☐ = 10 9 = 100 9 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1000000000 ) = log 100 ( 100 9 2 ) = 9 2 , eben weil 100 9 2 = 1000000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 12.451.557 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 12.451.557 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 12.451.557 ist.

Dabei kommt man auf 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8 < 1 12.451.557 und auf 1 10000000 = 1 10 7 = 10-7 > 1 12.451.557 .

Und da wir bei log 10 ( 1 12.451.557 ) ja das ☐ von 10☐ = 1 12.451.557 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -8 und -7 liegen, wegen:
10-8 = 1 10 8 = 1 100000000 < 1 12.451.557 < 1 10000000 = 1 10 7 = 10-7

Es gilt somit: -8 < log 10 ( 1 12.451.557 ) < -7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000 x ) +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( 100000000 x ) +4 lg( x )
= lg( 100000000 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 8 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= 8 - lg( x ) +4 lg( x )
= 3 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000000 ) + lg( 50 ) .

Lösung einblenden

lg( 2000000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 2000000 · 50 )

= lg( 100000000 )

= lg( 10 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 3 ) - lg( 1 50 x ) - lg( 2500 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 3 ) - lg( 1 50 x ) - lg( 2500 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x ) ) - ( lg( 2500 ) + lg( 1 ) )

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 50 ) - lg( x ) - lg( 2500 ) - lg( 1 )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 1 50 ) - lg( x ) - lg( 2500 ) +0

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) - lg( x ) - lg( 2500 ) +0

= 2 lg( x ) - lg( 2500 ) + lg( 50 ) + lg( 50 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 2500 · 50 · 50 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 50 · 50 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )