Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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

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

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 ) .

Lösung einblenden

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.

Wenn wir jetzt die 5 als 5 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 2

log 5 ( 5 ) = 1 2 , eben weil 5 1 2 = 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 1 5 ) .

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 -1 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 -1 = ( 25 1 2 ) -1 = 25 - 1 2

log 25 ( 1 5 ) = log 25 ( 5 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 -1 = 25 - 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 -1 = 25 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 -1 = 25 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 1 5 ) = log 25 ( 5 -1 ) = log 25 ( 25 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 25 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 18 (259) liegt.

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Wir suchen 18er-Potenzen in der Näher von 259, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 259 ist.

Dabei kommt man auf 18 = 181 < 259 und auf 18 2 = 182 > 259.

Und da wir bei log 18 (259) ja das ☐ von 18 = 259 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
181 = 18 < 259 < 18 2 = 182

Es gilt somit: 1 < log 18 (259) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +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( 0,01x ) +4 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -2 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 512 ) - log 2 ( 4 ) .

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log 2 ( 512 ) - log 2 ( 4 )

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

= log 2 ( 512 4 )

= log 2 ( 128 )

= log 2 ( 2 7 )

= 7

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 3 )
= -6 lg( x )
= -6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) - lg( 1 4 x ) + lg( 1 16 x 6 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 3 ) - lg( 1 4 x ) + lg( 1 16 x 6 )

= lg( 4 x 3 ) - lg( 1 4 x ) + lg( 1 16 x -6 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 16 ) + lg( 1 x 6 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 4 ) - lg( x ) + lg( 1 16 ) + lg( 1 x 6 )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) - lg( 1 4 ) - lg( x ) + lg( 1 16 ) -6 lg( x )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 16 ) -6 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 16 ) + lg( 4 ) + lg( 4 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 16 · 4 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )