Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 256 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 256 zur Basis 16, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 1 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16☐ = 1 256 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 16-Potenz zu schreiben versuchen, also 16☐ = 1 256

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

log 16 ( 1 256 ) = -2, eben weil 16-2 = 1 256 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 3 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 = 9 1 2

log 9 ( 3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 = 9 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 = 9 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9☐ = 3 = 9 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 3 ) = log 9 ( 9 1 2 ) = 1 2 , eben weil 9 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (26) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 26, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 26 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 26 und auf 3 3 = 33 > 26.

Und da wir bei log 3 (26) ja das ☐ von 3☐ = 26 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 26 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (26) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 5 ( x ) - log 5 ( 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):
log 5 ( x ) - log 5 ( x )
= log 5 ( 1 ) + log 5 ( x ) - log 5 ( x )
= log 5 ( 1 ) + log 5 ( x ) - log 5 ( x )
= 0 + log 5 ( x ) - log 5 ( x )
=0

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50 ) + lg( 20 ) .

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lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 50 · 20 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 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 )
= 8 lg( x )
= 8 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 2 ) + lg( 20 x 2 ) - lg( 500 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 2 ) + lg( 20 x 2 ) - lg( 500 x 4 )

= - lg( 1 25 x -2 ) + lg( 20 x -2 ) - lg( 500 x -4 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 500 ) + lg( 1 x 4 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 500 ) - lg( 1 x 4 )

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

= - lg( 1 25 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) -2 lg( x ) - lg( 500 ) +4 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) -2 lg( x ) - lg( 500 ) +4 lg( x )

= 4 lg( x ) - lg( 500 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 500 · 25 · 20 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )