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 10 ( 1 1000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 1 1000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10☐ = 1 1000

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

log 10 ( 1 1000 ) = -3, eben weil 10-3 = 1 1000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 17 ( 17 ) .

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Zuerst schreiben wir 17 um: 17 = 17 1 2

log 17 ( 17 ) = log 17 ( 17 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 17 1 2 zur Basis 17 suchen, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 17 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17☐ = 17 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 17 ( 17 ) = log 17 ( 17 1 2 ) = 1 2 , eben weil 17 1 2 = 17 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 19 ( 1 268 ) liegt.

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Wir suchen 19er-Potenzen in der Näher von 1 268 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 268 ist.

Dabei kommt man auf 1 361 = 1 19 2 = 19-2 < 1 268 und auf 1 19 = 1 19 = 19-1 > 1 268 .

Und da wir bei log 19 ( 1 268 ) ja das ☐ von 19☐ = 1 268 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
19-2 = 1 19 2 = 1 361 < 1 268 < 1 19 = 1 19 = 19-1

Es gilt somit: -2 < log 19 ( 1 268 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100 x ) - 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( 100 x ) - lg( x )
= lg( 100 ) - lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 2 ) - lg( x ) - lg( x )
= 2 - lg( x ) - lg( x )
= -2 lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50000 · 2 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 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 )
= 4 lg( x -1 )
= -4 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 20 x 2 ) + lg( 1 80 x ) - lg( 1 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 20 x 2 ) + lg( 1 80 x ) - lg( 1 4 )

= - lg( 1 20 x -2 ) + lg( 1 80 x -1 ) - lg( 1 4 )

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

= -( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 1 80 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 1 80 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 )

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

= - lg( 1 20 ) +2 lg( x ) + lg( 1 80 ) - lg( x ) - lg( 1 4 ) +0

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

= - lg( 1 ) + lg( 20 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 80 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +0

= lg( x ) - lg( 80 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )