Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 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 25 ( 1 125 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 125 um: 1 125 = 125 -1

Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Also schreiben wir 1 125 = 125 -1 = ( 5 3 ) -1 = 5 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 -3 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 -3 = ( 25 1 2 ) -3 = 25 - 3 2

log 25 ( 1 125 ) = log 25 ( 5 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 -3 = 25 - 3 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 -3 = 25 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25☐ = 5 -3 = 25 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 1 125 ) = log 25 ( 5 -3 ) = log 25 ( 25 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 25 - 3 2 = 1 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (6) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 6, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 6 ist.

Dabei kommt man auf 4 = 41 < 6 und auf 4 2 = 42 > 6.

Und da wir bei log 4 (6) ja das ☐ von 4☐ = 6 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
41 = 4 < 6 < 4 2 = 42

Es gilt somit: 1 < log 4 (6) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000 x ) -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( 1000 x ) -2 lg( x )
= lg( 1000 ) - lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 3 ) - lg( x ) -2 lg( x )
= 3 - lg( x ) -2 lg( x )
= -3 lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500 · 20 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 3 ) + 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( x 3 ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x 3 ) + lg( x -3 )
= 3 lg( x ) -3 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 3 ) + lg( 1 5 x 4 ) + lg( 20 x ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 3 ) + lg( 1 5 x 4 ) + lg( 20 x )

= lg( 25 x -3 ) + lg( 1 5 x 4 ) + lg( 20 x -1 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 1 5 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 5 ) + lg( x 4 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x )

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

= lg( 25 ) -3 lg( x ) + lg( 1 5 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) - lg( x )

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

= lg( 25 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 5 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) - lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 20 ) - lg( 5 )

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

= lg( 25 · 20 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2