Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 27 um: 1 27 = 27 - 1 2

Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Also schreiben wir 1 27 = 27 - 1 2 = ( 3 3 ) - 1 2 = 3 - 3 2

log 3 ( 1 27 ) = log 3 ( 3 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 - 3 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 - 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 1 27 ) = log 3 ( 3 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 3 - 3 2 = 1 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (74) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 74, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 74 ist.

Dabei kommt man auf 2 6 = 26 < 74 und auf 2 7 = 27 > 74.

Und da wir bei log 2 (74) ja das ☐ von 2 = 74 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
26 = 2 6 < 74 < 2 7 = 27

Es gilt somit: 6 < log 2 (74) < 7

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: lg( 500 ) + lg( 2 ) .

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lg( 500 ) + lg( 2 )

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

= lg( 500 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( x )
= lg( x -3 ) + lg( x -2 ) + lg( x 1 2 )
= -3 lg( x ) -2 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= - 9 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 2 ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 1 20 x ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 2 ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 1 20 x )

= lg( 5 x 2 ) + lg( 4 x 3 ) + lg( 1 20 x -1 )

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

= lg( 5 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 4 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 5 ) + lg( x 2 ) + lg( 4 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 20 ) + lg( 1 x )

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

= lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 1 20 ) - lg( x )

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

= lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 20 ) - lg( x )

= 4 lg( x ) - lg( 20 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )