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 19 ( 1 361 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 361 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 1 361 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19☐ = 1 361 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 19-Potenz zu schreiben versuchen, also 19☐ = 1 361

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

log 19 ( 1 361 ) = -2, eben weil 19-2 = 1 361 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 -1

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 -1 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -1 = ( 9 1 2 ) -1 = 9 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 ( 1 16 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 16 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 16 ist.

Dabei kommt man auf 1 25 = 1 5 2 = 5-2 < 1 16 und auf 1 5 = 1 5 = 5-1 > 1 16 .

Und da wir bei log 5 ( 1 16 ) ja das ☐ von 5☐ = 1 16 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
5-2 = 1 5 2 = 1 25 < 1 16 < 1 5 = 1 5 = 5-1

Es gilt somit: -2 < log 5 ( 1 16 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) -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( 1000000000x ) -4 lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 9 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40000 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40000 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40000 · 25 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 2 ) + lg( 1 x 2 )
= lg( x 2 ) + lg( x -2 )
= 2 lg( x ) -2 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 5 x 2 ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 125 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 5 x 2 ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 125 x 2 )

= - lg( 1 5 x -2 ) + lg( 25 x -3 ) + lg( 1 125 x 2 )

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

= -( lg( 1 5 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 1 125 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 1 5 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 125 ) + lg( x 2 )

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

= - lg( 1 5 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -3 lg( x ) + lg( 1 125 ) +2 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 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 125 ) +2 lg( x )

= lg( x ) - lg( 125 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )