Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 16 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 16

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

log 4 ( 1 16 ) = -2, eben weil 4-2 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (2769) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 2769, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 2769 ist.

Dabei kommt man auf 10 3 = 103 < 2769 und auf 10 4 = 104 > 2769.

Und da wir bei log 10 (2769) ja das ☐ von 10 = 2769 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
103 = 10 3 < 2769 < 10 4 = 104

Es gilt somit: 3 < log 10 (2769) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10x ) -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( 10x ) -4 lg( x )
= lg( 10 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 1 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2500 ) + lg( 4 ) .

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lg( 2500 ) + lg( 4 )

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

= lg( 2500 · 4 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 ) +2 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( 1 x 3 ) +2 lg( 1 x )
= lg( x -1 ) + lg( x -3 ) +2 lg( x -1 )
= - lg( x ) -3 lg( x ) -2 lg( x )
= -6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 8 ) - lg( 100 x 4 ) - lg( 1 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 8 ) - lg( 100 x 4 ) - lg( 1 4 )

= - lg( 1 25 x 8 ) - lg( 100 x -4 ) - lg( 1 4 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( x 8 ) ) - ( lg( 100 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( x 8 ) - lg( 100 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 )

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

= - lg( 1 25 ) -8 lg( x ) - lg( 100 ) +4 lg( x ) - lg( 1 4 ) +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 ) -8 lg( x ) - lg( 100 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +0

= -4 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )