Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 16 gilt.

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

log 4 (16) = 2, eben weil 42 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 16 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 16

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

log 2 ( 1 16 ) = -4, eben weil 2-4 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 2 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 = 4 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (982092) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 982092, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 982092 ist.

Dabei kommt man auf 10 5 = 105 < 982092 und auf 10 6 = 106 > 982092.

Und da wir bei log 10 (982092) ja das ☐ von 10 = 982092 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
105 = 10 5 < 982092 < 10 6 = 106

Es gilt somit: 5 < log 10 (982092) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 5 ( 25 x ) + log 5 ( 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):
log 5 ( 25 x ) + log 5 ( x )
= log 5 ( 25 ) - log 5 ( x ) + log 5 ( x )
= log 5 ( 5 2 ) - log 5 ( x ) + log 5 ( x )
= 2 - log 5 ( x ) + log 5 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 405 ) - log 3 ( 5 ) .

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log 3 ( 405 ) - log 3 ( 5 )

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

= log 3 ( 405 5 )

= log 3 ( 81 )

= log 3 ( 3 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 8 ) - lg( 50 x ) + lg( 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 8 ) - lg( 50 x ) + lg( 2 x 3 )

= lg( 25 x -8 ) - lg( 50 x -1 ) + lg( 2 x 3 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 x 8 ) - ( lg( 50 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 x 8 ) - lg( 50 ) - lg( 1 x ) + lg( 2 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 25 ) -8 lg( x ) - lg( 50 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +3 lg( x )

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

= lg( 25 ) -8 lg( x ) - lg( 50 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +3 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 2 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -4 lg( x )