Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 ) .

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

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

Wenn wir jetzt die 10 als 10 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 2

log 10 ( 10 ) = 1 2 , eben weil 10 1 2 = 10 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 2 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 2 um: 1 2 = 2 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 -1 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

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

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (2) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 2, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 2 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 40 < 2 und auf 4 = 41 > 2.

Und da wir bei log 4 (2) ja das ☐ von 4 = 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
40 = 1 < 2 < 4 = 41

Es gilt somit: 0 < log 4 (2) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10 x ) +5 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( 10 x ) +5 lg( x )
= lg( 10 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= 1 - lg( x ) +5 lg( x )
= 4 lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 2 ) .

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lg( 500 ) + lg( 2 )

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

= lg( 500 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x ) - lg( 2 25 x 4 ) - lg( 1 4 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x ) - lg( 2 25 x 4 ) - lg( 1 4 x 3 )

= lg( 2 x -1 ) - lg( 2 25 x -4 ) - lg( 1 4 x 3 )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 x ) - ( lg( 2 25 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 x ) - lg( 2 25 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 1 4 ) - lg( x 3 )

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

= lg( 2 ) - lg( x ) - lg( 2 25 ) +4 lg( x ) - lg( 1 4 ) -3 lg( x )

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

= lg( 2 ) - lg( x ) - lg( 2 ) + lg( 25 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -3 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25 · 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2