Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

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

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 3 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 10 3 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 3 als 10 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 3

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 605.975.265 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 605.975.265 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 605.975.265 ist.

Dabei kommt man auf 1 1000000000 = 1 10 9 = 10-9 < 1 605.975.265 und auf 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8 > 1 605.975.265 .

Und da wir bei log 10 ( 1 605.975.265 ) ja das ☐ von 10 = 1 605.975.265 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -9 und -8 liegen, wegen:
10-9 = 1 10 9 = 1 1000000000 < 1 605.975.265 < 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8

Es gilt somit: -9 < log 10 ( 1 605.975.265 ) < -8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) -3 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( 0,01x ) -3 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 250000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250000 · 4 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( x 4 )
= 16 lg( x )
= 16 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 ) + lg( 1 100 x 3 ) - lg( 1 50 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 ) + lg( 1 100 x 3 ) - lg( 1 50 )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 ) + lg( 1 100 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 )

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

= lg( 2 ) +0 + lg( 1 100 ) +3 lg( x ) - lg( 1 50 ) +0

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

= lg( 2 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 100 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +0

= 3 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:

= 3 lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )