Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 3 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 3 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 3 als 2 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 3

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 4 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 = 16 1 2

log 16 ( 4 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 = 16 1 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 = 16 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 = 16 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 4 ) = log 16 ( 16 1 2 ) = 1 2 , eben weil 16 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (70) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 70, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 70 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 70 und auf 3 4 = 34 > 70.

Und da wir bei log 3 (70) ja das ☐ von 3 = 70 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 70 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (70) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -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( 0.00001x ) -4 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= -5 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) - lg( 20 ) .

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lg( 200 ) - lg( 20 )

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

= lg( 200 20 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x ) -2 lg( 1 x 3 ) -2 lg( x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x ) -2 lg( 1 x 3 ) -2 lg( x )
= 4 lg( x -1 ) -2 lg( x -3 ) -2 lg( x 1 2 )
= -4 lg( x ) +6 lg( x ) - lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 200 x ) - lg( 1 50 x 5 ) + lg( 4 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 200 x ) - lg( 1 50 x 5 ) + lg( 4 x 3 )

= lg( 1 200 x -1 ) - lg( 1 50 x 5 ) + lg( 4 x 3 )

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

= lg( 1 200 ) + lg( 1 x ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 5 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 200 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 50 ) - lg( x 5 ) + lg( 4 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 1 200 ) - lg( x ) - lg( 1 50 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) +3 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( 200 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) +3 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )