Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 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 4 ( 1 2 ) .

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 -1 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 -1 = ( 4 1 2 ) -1 = 4 - 1 2

log 4 ( 1 2 ) = log 4 ( 2 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 -1 = 4 - 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 -1 = 4 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 -1 = 4 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 2 ) = log 4 ( 2 -1 ) = log 4 ( 4 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 4 - 1 2 = 1 2 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 18 ( 1 265 ) liegt.

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Wir suchen 18er-Potenzen in der Näher von 1 265 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 265 ist.

Dabei kommt man auf 1 324 = 1 18 2 = 18-2 < 1 265 und auf 1 18 = 1 18 = 18-1 > 1 265 .

Und da wir bei log 18 ( 1 265 ) ja das ☐ von 18 = 1 265 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
18-2 = 1 18 2 = 1 324 < 1 265 < 1 18 = 1 18 = 18-1

Es gilt somit: -2 < log 18 ( 1 265 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001 x ) -5 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( 0,001 x ) -5 lg( x )
= lg( 0,001 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 -3 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= -3 - lg( x ) -5 lg( x )
= -6 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000 ) + lg( 50 ) .

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lg( 2000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 2000 · 50 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x )
= lg( x -2 ) + lg( x -1 )
= -2 lg( x ) - lg( x )
= -3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 100 x 2 ) - lg( 1 50 x 5 ) - lg( 1 2 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 100 x 2 ) - lg( 1 50 x 5 ) - lg( 1 2 x 4 )

= lg( 1 100 x 2 ) - lg( 1 50 x 5 ) - lg( 1 2 x -4 )

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

= lg( 1 100 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 5 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 1 100 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( x 5 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 1 100 ) +2 lg( x ) - lg( 1 50 ) -5 lg( x ) - lg( 1 2 ) +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( 100 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -5 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +4 lg( x )

= lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )