Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 15 ( 1 225 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 225 zur Basis 15, also die Hochzahl mit der man 15 potenzieren muss, um auf 1 225 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 15 = 1 225 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 15-Potenz zu schreiben versuchen, also 15 = 1 225

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

log 15 ( 1 225 ) = -2, eben weil 15-2 = 1 225 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 10000000 ) .

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Man kann erkennen, dass 10000000 eine Potenz ist: 10000000 = 10 7

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 7 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 7 = ( 100 1 2 ) 7 = 100 7 2

log 100 ( 10000000 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 7 = 100 7 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 7 = 100 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 7 = 100 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 10000000 ) = log 100 ( 100 7 2 ) = 7 2 , eben weil 100 7 2 = 10000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (2) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 2, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 2 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 40 < 2 und auf 4 = 41 > 2.

Und da wir bei log 4 (2) ja das ☐ von 4 = 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
40 = 1 < 2 < 4 = 41

Es gilt somit: 0 < log 4 (2) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 50 x 4 ) - lg( 1 20 x 4 ) + lg( 25 ) soweit wie möglich.

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- lg( 50 x 4 ) - lg( 1 20 x 4 ) + lg( 25 )

= - lg( 50 x -4 ) - lg( 1 20 x 4 ) + lg( 25 )

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

= -( lg( 50 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 50 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( x 4 ) + lg( 25 ) + lg( 1 )

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

= - lg( 50 ) +4 lg( x ) - lg( 1 20 ) -4 lg( x ) + lg( 25 ) +0

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

= - lg( 50 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) -4 lg( x ) + lg( 25 ) +0

= - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 50 · 25 · 20 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1