Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 9 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 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 11 (29) liegt.

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Wir suchen 11er-Potenzen in der Näher von 29, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 29 ist.

Dabei kommt man auf 11 = 111 < 29 und auf 11 2 = 112 > 29.

Und da wir bei log 11 (29) ja das ☐ von 11 = 29 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
111 = 11 < 29 < 11 2 = 112

Es gilt somit: 1 < log 11 (29) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) +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( 1000000x ) +4 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 6 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 200 ) - log 4 ( 50 ) .

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log 4 ( 200 ) - log 4 ( 50 )

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

= log 4 ( 200 50 )

= log 4 ( 4 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 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 )
= 3 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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- lg( 1 5 x ) + lg( 1 20 x 4 ) + lg( 4 x )

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

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

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

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

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

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

= 4 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:

= 4 lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )