Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 13 (169) .

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Wir suchen den Logarithmus von 169 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 169 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 169 gilt.

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

log 13 (169) = 2, eben weil 132 = 169 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 5 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 5 als 10 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 5

log 10 ( 10 5 ) = 1 5 , eben weil 10 1 5 = 10 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 1000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 1000 um: 1 1000 = 1000 -1

Man kann erkennen, dass 1000 eine Potenz ist: 1000 = 10 3

Also schreiben wir 1 1000 = 1000 -1 = ( 10 3 ) -1 = 10 -3

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 -3 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -3 = ( 100 1 2 ) -3 = 100 - 3 2

log 100 ( 1 1000 ) = log 100 ( 10 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -3 = 100 - 3 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -3 = 100 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 -3 = 100 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 1000 ) = log 100 ( 10 -3 ) = log 100 ( 100 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 100 - 3 2 = 1 1000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (718168151) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 718168151, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 718168151 ist.

Dabei kommt man auf 10 8 = 108 < 718168151 und auf 10 9 = 109 > 718168151.

Und da wir bei log 10 (718168151) ja das ☐ von 10 = 718168151 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 8 und 9 liegen, wegen:
108 = 10 8 < 718168151 < 10 9 = 109

Es gilt somit: 8 < log 10 (718168151) < 9

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10x ) +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( 10x ) +2 lg( x )
= lg( 10 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 1 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 32 ) + log 4 ( 2 ) .

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log 4 ( 32 ) + log 4 ( 2 )

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

= log 4 ( 32 · 2 )

= log 4 ( 64 )

= log 4 ( 4 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 2 ) + lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( x 2 ) + lg( 1 x 2 )
= 4 lg( x 2 ) + lg( x -2 )
= 8 lg( x ) -2 lg( x )
= 6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x 3 ) - lg( 1 250 x ) + lg( 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x 3 ) - lg( 1 250 x ) + lg( 2 x 2 )

= lg( 2 x -3 ) - lg( 1 250 x -1 ) + lg( 2 x 2 )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 x 3 ) - ( lg( 1 250 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 x 3 ) - lg( 1 250 ) - lg( 1 x ) + lg( 2 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 2 ) -3 lg( x ) - lg( 1 250 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

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

= lg( 2 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 250 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

= lg( 250 ) + lg( 2 ) + lg( 2 )

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

= lg( 250 · 2 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3