Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

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Wir suchen den Logarithmus von 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 256 gilt.

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

log 2 (256) = 8, eben weil 28 = 256 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 9 ( 3 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 = 9 1 2

log 9 ( 3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 = 9 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 = 9 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9☐ = 3 = 9 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 3 ) = log 9 ( 9 1 2 ) = 1 2 , eben weil 9 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 19 ( 1 232 ) liegt.

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Wir suchen 19er-Potenzen in der Näher von 1 232 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 232 ist.

Dabei kommt man auf 1 361 = 1 19 2 = 19-2 < 1 232 und auf 1 19 = 1 19 = 19-1 > 1 232 .

Und da wir bei log 19 ( 1 232 ) ja das ☐ von 19☐ = 1 232 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
19-2 = 1 19 2 = 1 361 < 1 232 < 1 19 = 1 19 = 19-1

Es gilt somit: -2 < log 19 ( 1 232 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) -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( 10000000x ) -4 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 7 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50 ) - lg( 5 ) .

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lg( 50 ) - lg( 5 )

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

= lg( 50 5 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x )
= 4 lg( x -1 )
= -4 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 250 x 4 ) + lg( 5 x ) + lg( 50 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 250 x 4 ) + lg( 5 x ) + lg( 50 x 2 )

= lg( 1 250 x -4 ) + lg( 5 x -1 ) + lg( 50 x 2 )

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

= lg( 1 250 ) + lg( 1 x 4 ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 1 250 ) + lg( 1 x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x ) + lg( 50 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 1 250 ) -4 lg( x ) + lg( 5 ) - 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( 250 ) -4 lg( x ) + lg( 5 ) - lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 250 ) + lg( 50 ) + lg( 5 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 250 · 50 · 5 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )