Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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

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

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 32 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 32 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 32

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

log 2 ( 1 32 ) = -5, eben weil 2-5 = 1 32 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 125 ) .

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Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 3 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 3 = ( 25 1 2 ) 3 = 25 3 2

log 25 ( 125 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 3 = 25 3 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 3 = 25 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 3 = 25 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 125 ) = log 25 ( 25 3 2 ) = 3 2 , eben weil 25 3 2 = 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 ( 1 12 ) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 1 12 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 12 ist.

Dabei kommt man auf 1 16 = 1 4 2 = 4-2 < 1 12 und auf 1 4 = 1 4 = 4-1 > 1 12 .

Und da wir bei log 4 ( 1 12 ) ja das ☐ von 4 = 1 12 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
4-2 = 1 4 2 = 1 16 < 1 12 < 1 4 = 1 4 = 4-1

Es gilt somit: -2 < log 4 ( 1 12 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000 x ) -4 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( 1000000 x ) -4 lg( x )
= lg( 1000000 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 6 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= 6 - lg( x ) -4 lg( x )
= -5 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 32 ) + log 4 ( 2 ) .

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log 4 ( 32 ) + log 4 ( 2 )

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

= log 4 ( 32 · 2 )

= log 4 ( 64 )

= log 4 ( 4 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 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( 1 x 3 )
= 2 lg( x -3 )
= -6 lg( x )
= -6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 2 ) - lg( 1 50 x ) + lg( 1 1250 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 2 ) - lg( 1 50 x ) + lg( 1 1250 x 4 )

= - lg( 1 25 x 2 ) - lg( 1 50 x -1 ) + lg( 1 1250 x 4 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 1 1250 ) + lg( x 4 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x ) + lg( 1 1250 ) + lg( x 4 )

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

= - lg( 1 25 ) -2 lg( x ) - lg( 1 50 ) + lg( x ) + lg( 1 1250 ) +4 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 25 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 1250 ) +4 lg( x )

= 3 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:

= 3 lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )