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 2 ( 1 8 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 8 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 8

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

log 2 ( 1 8 ) = -3, eben weil 2-3 = 1 8 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (229) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 229, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 229 ist.

Dabei kommt man auf 2 7 = 27 < 229 und auf 2 8 = 28 > 229.

Und da wir bei log 2 (229) ja das ☐ von 2 = 229 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
27 = 2 7 < 229 < 2 8 = 28

Es gilt somit: 7 < log 2 (229) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) + lg( 50 ) .

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lg( 200 ) + lg( 50 )

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

= lg( 200 · 50 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 2 ) - lg( 1 20 ) + lg( 1 8000 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 2 ) - lg( 1 20 ) + lg( 1 8000 x 2 )

= lg( 4 x 2 ) - lg( 1 20 ) + lg( 1 8000 x -2 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 1 8000 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 ) + lg( 1 8000 ) + lg( 1 x 2 )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) - lg( 1 20 ) +0 + lg( 1 8000 ) -2 lg( x )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 8000 ) -2 lg( x )

= - lg( 8000 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 8000 · 20 · 4 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2