Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 128 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 128 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 = 1 128

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

log 2 ( 1 128 ) = -7, eben weil 2-7 = 1 128 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 10 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 10 um: 1 10 = 10 -1

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 -1 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -1 = ( 100 1 2 ) -1 = 100 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (15923) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 15923, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 15923 ist.

Dabei kommt man auf 10 4 = 104 < 15923 und auf 10 5 = 105 > 15923.

Und da wir bei log 10 (15923) ja das ☐ von 10 = 15923 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
104 = 10 4 < 15923 < 10 5 = 105

Es gilt somit: 4 < log 10 (15923) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 30 ) - lg( 3 ) .

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lg( 30 ) - lg( 3 )

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

= lg( 30 3 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 )
= lg( x -3 )
= -3 lg( x )
= -3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 4 ) + lg( 20 x 3 ) + lg( 1 500 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 4 ) + lg( 20 x 3 ) + lg( 1 500 )

= - lg( 1 25 x -4 ) + lg( 20 x -3 ) + lg( 1 500 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 1 500 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 500 ) + lg( 1 )

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

= - lg( 1 25 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) -3 lg( x ) + lg( 1 500 ) +0

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

= - lg( 1 ) + lg( 25 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 500 ) +0

= lg( x ) - lg( 500 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= lg( x ) + lg( 1 500 · 25 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )