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 2 ( 2 3 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 2 3 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 3 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 3 als 2 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2☐ = 2 1 3

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 100000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 100000 um: 1 100000 = 100000 -1

Man kann erkennen, dass 100000 eine Potenz ist: 100000 = 10 5

Also schreiben wir 1 100000 = 100000 -1 = ( 10 5 ) -1 = 10 -5

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 -5 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -5 = ( 100 1 2 ) -5 = 100 - 5 2

log 100 ( 1 100000 ) = log 100 ( 10 -5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -5 = 100 - 5 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -5 = 100 - 5 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100☐ = 10 -5 = 100 - 5 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 100000 ) = log 100 ( 10 -5 ) = log 100 ( 100 - 5 2 ) = - 5 2 , eben weil 100 - 5 2 = 1 100000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (16) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 16, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 16 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 16 und auf 3 3 = 33 > 16.

Und da wir bei log 3 (16) ja das ☐ von 3☐ = 16 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 16 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (16) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001x ) +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( 0,001x ) +4 lg( x )
= lg( 0,001 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -3 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -3 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 300 ) - lg( 3 ) .

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lg( 300 ) - lg( 3 )

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

= lg( 300 3 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

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

= lg( 50 ) + lg( 50 ) - lg( 25 )

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

= lg( 50 · 50 25 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2