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 ( 1 100.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 100.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 100.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 100.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 100.000

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

log 10 ( 1 100.000 ) = -5, eben weil 10-5 = 1 100.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 4 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 = 16 1 2

log 16 ( 4 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 = 16 1 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 = 16 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 = 16 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 4 ) = log 16 ( 16 1 2 ) = 1 2 , eben weil 16 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 ( 1 77 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 77 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 77 ist.

Dabei kommt man auf 1 125 = 1 5 3 = 5-3 < 1 77 und auf 1 25 = 1 5 2 = 5-2 > 1 77 .

Und da wir bei log 5 ( 1 77 ) ja das ☐ von 5 = 1 77 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
5-3 = 1 5 3 = 1 125 < 1 77 < 1 25 = 1 5 2 = 5-2

Es gilt somit: -3 < log 5 ( 1 77 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000x ) - 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( 10000000000x ) - lg( x )
= lg( 10000000000 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 10 ) + lg( x ) - lg( x )
= 10 + lg( x ) - lg( x )
= 10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2 ) - lg( 20 ) .

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lg( 2 ) - lg( 20 )

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

= lg( 2 20 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( x 3 ) +2 lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( x 3 ) +2 lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 )
= 2 lg( x 3 ) +2 lg( x -1 ) + lg( x -3 )
= 6 lg( x ) -2 lg( x ) -3 lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 100000 x 3 ) + lg( 50 x 4 ) - lg( 1 20 x 7 ) soweit wie möglich.

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- lg( 100000 x 3 ) + lg( 50 x 4 ) - lg( 1 20 x 7 )

= - lg( 100000 x -3 ) + lg( 50 x 4 ) - lg( 1 20 x 7 )

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

= -( lg( 100000 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x 7 ) )

= - lg( 100000 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 50 ) + lg( x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( x 7 )

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

= - lg( 100000 ) +3 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) - lg( 1 20 ) -7 lg( x )

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

= - lg( 100000 ) +3 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) -7 lg( x )

= - lg( 100000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 100.000 · 50 · 20 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2