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 5 ( 1 125 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 125 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 125

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

log 5 ( 1 125 ) = -3, eben weil 5-3 = 1 125 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 5 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 = 25 1 2

log 25 ( 5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 = 25 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 = 25 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 = 25 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 5 ) = log 25 ( 25 1 2 ) = 1 2 , eben weil 25 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 18 ( 1 151 ) liegt.

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Wir suchen 18er-Potenzen in der Näher von 1 151 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 151 ist.

Dabei kommt man auf 1 324 = 1 18 2 = 18-2 < 1 151 und auf 1 18 = 1 18 = 18-1 > 1 151 .

Und da wir bei log 18 ( 1 151 ) ja das ☐ von 18 = 1 151 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
18-2 = 1 18 2 = 1 324 < 1 151 < 1 18 = 1 18 = 18-1

Es gilt somit: -2 < log 18 ( 1 151 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) +2 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( 100000x ) +2 lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 5 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 5000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5000 · 2 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 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):
-2 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x )
= -2 lg( x -2 ) + lg( x - 1 2 )
= 4 lg( x ) - 1 2 lg( x )
= 7 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 2 ) + lg( 4 x 2 ) - lg( 10 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 2 ) + lg( 4 x 2 ) - lg( 10 )

= lg( 25 x -2 ) + lg( 4 x 2 ) - lg( 10 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) + ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 10 ) + lg( 1 ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 4 ) + lg( x 2 ) - lg( 10 ) - lg( 1 )

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

= lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) - lg( 10 ) +0

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

= lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) - lg( 10 ) +0

= lg( 25 ) - lg( 10 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25 10 · 4 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1