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 ( 10 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 5 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 5 als 10 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 5

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 169 ( 1 13 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 13 um: 1 13 = 13 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 13 sondern zur Basis 169 suchen und 169 gerade 13² ist (also 13 = 169 = 169 1 2 ), formen wir 13 -1 noch so um, dass sie 169 als Basis hat:

13 -1 = ( 169 1 2 ) -1 = 169 - 1 2

log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 -1 = 169 - 1 2 zur Basis 169 suchen, also die Hochzahl mit der man 169 potenzieren muss, um auf 13 -1 = 169 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 169 = 13 -1 = 169 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) = log 169 ( 169 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 169 - 1 2 = 1 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (21) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 21, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 21 ist.

Dabei kommt man auf 2 4 = 24 < 21 und auf 2 5 = 25 > 21.

Und da wir bei log 2 (21) ja das ☐ von 2 = 21 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
24 = 2 4 < 21 < 2 5 = 25

Es gilt somit: 4 < log 2 (21) < 5

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( 50000 ) + lg( 20 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 50000 · 20 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( x 4 )
= 16 lg( x )
= 16 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25x ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 1 5000 x 5 ) soweit wie möglich.

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lg( 25x ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 1 5000 x 5 )

= lg( 25x ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 1 5000 x -5 )

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

= lg( 25 ) + lg( x ) + ( lg( 20 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 1 5000 ) + lg( 1 x 5 ) )

= lg( 25 ) + lg( x ) + lg( 20 ) + lg( x 4 ) + lg( 1 5000 ) + lg( 1 x 5 )

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

= lg( 25 ) + lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 1 5000 ) -5 lg( x )

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

= lg( 25 ) + lg( x ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 5000 ) -5 lg( x )

= - lg( 5000 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 5000 · 25 · 20 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1