Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

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

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 3 4 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 3 4 als 3 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 4

log 3 ( 3 4 ) = 1 4 , eben weil 3 1 4 = 3 4 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 2 (6) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 6, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 6 ist.

Dabei kommt man auf 2 2 = 22 < 6 und auf 2 3 = 23 > 6.

Und da wir bei log 2 (6) ja das ☐ von 2 = 6 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
22 = 2 2 < 6 < 2 3 = 23

Es gilt somit: 2 < log 2 (6) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +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( 0,01x ) +2 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= -2 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 5000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5000 · 2 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 3 ) -2 lg( x ) + lg( x )
= lg( x 3 ) -2 lg( x 1 2 ) + lg( x 1 2 )
= 3 lg( x ) - lg( x ) + 1 2 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 3 ) + lg( 1 50 x 6 ) + lg( 2 x ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 3 ) + lg( 1 50 x 6 ) + lg( 2 x )

= lg( 25 x 3 ) + lg( 1 50 x -6 ) + lg( 2 x -1 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 6 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 25 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 50 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 2 ) + lg( 1 x )

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

= lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 1 50 ) -6 lg( x ) + lg( 2 ) - lg( x )

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

= lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 50 ) -6 lg( x ) + lg( 2 ) - lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 2 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -4 lg( x )