Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 64 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 1 64 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 64

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

log 2 ( 1 64 ) = -6, eben weil 2-6 = 1 64 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 4 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (205) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 205, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 205 ist.

Dabei kommt man auf 2 7 = 27 < 205 und auf 2 8 = 28 > 205.

Und da wir bei log 2 (205) ja das ☐ von 2☐ = 205 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
27 = 2 7 < 205 < 2 8 = 28

Es gilt somit: 7 < log 2 (205) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) -3 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( 100000000x ) -3 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 8 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,05 ) - lg( 50 ) .

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lg( 0,05 ) - lg( 50 )

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

= lg( 0.05 50 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 2 ) + lg( 2 x 4 ) + lg( 1 10 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 2 ) + lg( 2 x 4 ) + lg( 1 10 x 4 )

= lg( 5 x 2 ) + lg( 2 x 4 ) + lg( 1 10 x -4 )

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

= lg( 5 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 2 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 1 10 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 5 ) + lg( x 2 ) + lg( 2 ) + lg( x 4 ) + lg( 1 10 ) + lg( 1 x 4 )

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

= lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 2 ) +4 lg( x ) + lg( 1 10 ) -4 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( 2 ) +4 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 10 ) -4 lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )