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 2 ( 1 8 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 8 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 8

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

log 2 ( 1 8 ) = -3, eben weil 2-3 = 1 8 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 8 ) .

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Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

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 3 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 3 = ( 4 1 2 ) 3 = 4 3 2

log 4 ( 8 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 3 = 4 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 3 = 4 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 3 = 4 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 8 ) = log 4 ( 4 3 2 ) = 3 2 , eben weil 4 3 2 = 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 979.198.699 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 979.198.699 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 979.198.699 ist.

Dabei kommt man auf 1 1000000000 = 1 10 9 = 10-9 < 1 979.198.699 und auf 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8 > 1 979.198.699 .

Und da wir bei log 10 ( 1 979.198.699 ) ja das ☐ von 10 = 1 979.198.699 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -9 und -8 liegen, wegen:
10-9 = 1 10 9 = 1 1000000000 < 1 979.198.699 < 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8

Es gilt somit: -9 < log 10 ( 1 979.198.699 ) < -8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) +5 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( 100000x ) +5 lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 5 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500 · 20 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) -2 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 4 ) -2 lg( x 3 ) + lg( x 3 )
= 4 lg( x ) -6 lg( x ) +3 lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 10000 x 2 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 50 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 10000 x 2 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 50 x 2 )

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

= lg( 1 10000 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 1 10000 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 ) - lg( 1 50 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 1 10000 ) +2 lg( x ) - lg( 1 20 ) +0 - lg( 1 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( 10000 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 50 ) -2 lg( x )

= - lg( 10000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 10000 · 50 · 20 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1