Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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Wir suchen den Logarithmus von 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 16 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 16

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

log 4 ( 1 16 ) = -2, eben weil 4-2 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (7) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 7, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7 ist.

Dabei kommt man auf 3 = 31 < 7 und auf 3 2 = 32 > 7.

Und da wir bei log 3 (7) ja das ☐ von 3 = 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
31 = 3 < 7 < 3 2 = 32

Es gilt somit: 1 < log 3 (7) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000 x ) -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( 1000000000 x ) -5 lg( x )
= lg( 1000000000 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 9 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= 9 - lg( x ) -5 lg( x )
= -6 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) + lg( 50 ) .

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lg( 20 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20 · 50 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 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 )
= 3 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 3 ) + lg( 1 200 x 3 ) + lg( 4 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 3 ) + lg( 1 200 x 3 ) + lg( 4 x 4 )

= lg( 50 x 3 ) + lg( 1 200 x -3 ) + lg( 4 x 4 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 1 200 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 200 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 4 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 1 200 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 200 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x )

= 4 lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )