Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 81 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3☐ = 1 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 128 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 128 um: 1 128 = 128 - 1 2

Man kann erkennen, dass 128 eine Potenz ist: 128 = 2 7

Also schreiben wir 1 128 = 128 - 1 2 = ( 2 7 ) - 1 2 = 2 - 7 2

log 2 ( 1 128 ) = log 2 ( 2 - 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 - 7 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 - 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 2 - 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 1 128 ) = log 2 ( 2 - 7 2 ) = - 7 2 , eben weil 2 - 7 2 = 1 128 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (113) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 113, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 113 ist.

Dabei kommt man auf 2 6 = 26 < 113 und auf 2 7 = 27 > 113.

Und da wir bei log 2 (113) ja das ☐ von 2☐ = 113 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
26 = 2 6 < 113 < 2 7 = 27

Es gilt somit: 6 < log 2 (113) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000 x ) +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( 1000000 x ) +4 lg( x )
= lg( 1000000 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 6 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= 6 - lg( x ) +4 lg( x )
= 3 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 20 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 20 )

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

= lg( 0.02 20 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 3 ) - lg( 1 4 ) - lg( 20 x 8 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 3 ) - lg( 1 4 ) - lg( 20 x 8 )

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

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 ) ) - ( lg( 20 ) + lg( x 8 ) )

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 ) - lg( 20 ) - lg( x 8 )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) - lg( 1 4 ) +0 - lg( 20 ) -8 lg( x )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +0 - lg( 20 ) -8 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 20 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 )

= -5 lg( x )