Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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

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

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4☐ = 1

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 27 um: 1 27 = 27 -1

Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Also schreiben wir 1 27 = 27 -1 = ( 3 3 ) -1 = 3 -3

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 -3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

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

log 9 ( 1 27 ) = log 9 ( 3 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -3 = 9 - 3 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -3 = 9 - 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 27 ) = log 9 ( 3 -3 ) = log 9 ( 9 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 9 - 3 2 = 1 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (8582) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 8582, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 8582 ist.

Dabei kommt man auf 10 3 = 103 < 8582 und auf 10 4 = 104 > 8582.

Und da wir bei log 10 (8582) ja das ☐ von 10☐ = 8582 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
103 = 10 3 < 8582 < 10 4 = 104

Es gilt somit: 3 < log 10 (8582) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) - 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( 100000000x ) - lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) - lg( x )
= 8 + lg( x ) - lg( x )
= 8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 12 ( 288 ) - log 12 ( 2 ) .

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log 12 ( 288 ) - log 12 ( 2 )

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

= log 12 ( 288 2 )

= log 12 ( 144 )

= log 12 ( 12 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x ) + lg( x 4 ) +2 lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( x 4 ) +2 lg( 1 x )
= lg( x 1 2 ) + lg( x 4 ) +2 lg( x - 1 2 )
= 1 2 lg( x ) +4 lg( x ) - lg( x )
= 7 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1250 x 3 ) - lg( 1 50 x 2 ) + lg( 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1250 x 3 ) - lg( 1 50 x 2 ) + lg( 25 x 3 )

= - lg( 1250 x 3 ) - lg( 1 50 x -2 ) + lg( 25 x -3 )

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

= -( lg( 1250 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) )

= - lg( 1250 ) - lg( x 3 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 3 )

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

= - lg( 1250 ) -3 lg( x ) - lg( 1 50 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -3 lg( x )

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

= - lg( 1250 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -3 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )