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 ( 1 8 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 8 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 8

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

log 2 ( 1 8 ) = -3, eben weil 2-3 = 1 8 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 10 ) .

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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 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 = 100 1 2

log 100 ( 10 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 = 100 1 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 = 100 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 = 100 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 10 ) = log 100 ( 100 1 2 ) = 1 2 , eben weil 100 1 2 = 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 13 ( 1 132 ) liegt.

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Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 1 132 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 132 ist.

Dabei kommt man auf 1 169 = 1 13 2 = 13-2 < 1 132 und auf 1 13 = 1 13 = 13-1 > 1 132 .

Und da wir bei log 13 ( 1 132 ) ja das ☐ von 13 = 1 132 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
13-2 = 1 13 2 = 1 169 < 1 132 < 1 13 = 1 13 = 13-1

Es gilt somit: -2 < log 13 ( 1 132 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100x ) -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( 100x ) -3 lg( x )
= lg( 100 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 2 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 2 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) - lg( 20 ) .

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lg( 200 ) - lg( 20 )

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

= lg( 200 20 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x ) +2 lg( 1 x ) + lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1250 x 2 ) - lg( 1 25 x ) - lg( 1 50 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1250 x 2 ) - lg( 1 25 x ) - lg( 1 50 x 4 )

= - lg( 1250 x 2 ) - lg( 1 25 x ) - lg( 1 50 x -4 )

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

= -( lg( 1250 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( x ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 4 ) )

= - lg( 1250 ) - lg( x 2 ) - lg( 1 25 ) - lg( x ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 4 )

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

= - lg( 1250 ) -2 lg( x ) - lg( 1 25 ) - lg( x ) - lg( 1 50 ) +4 lg( x )

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

= - lg( 1250 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +4 lg( x )

= lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )