Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 16 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 16

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

log 4 ( 1 16 ) = -2, eben weil 4-2 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 225 ( 1 15 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 15 um: 1 15 = 15 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 15 sondern zur Basis 225 suchen und 225 gerade 15² ist (also 15 = 225 = 225 1 2 ), formen wir 15 -1 noch so um, dass sie 225 als Basis hat:

15 -1 = ( 225 1 2 ) -1 = 225 - 1 2

log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 -1 = 225 - 1 2 zur Basis 225 suchen, also die Hochzahl mit der man 225 potenzieren muss, um auf 15 -1 = 225 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 225 = 15 -1 = 225 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) = log 225 ( 225 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 225 - 1 2 = 1 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (22) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 22, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 22 ist.

Dabei kommt man auf 2 4 = 24 < 22 und auf 2 5 = 25 > 22.

Und da wir bei log 2 (22) ja das ☐ von 2 = 22 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
24 = 2 4 < 22 < 2 5 = 25

Es gilt somit: 4 < log 2 (22) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 4 ( 16x ) - log 4 ( 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):
log 4 ( 16x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 16 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 4 2 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 2 + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,04 ) - lg( 4 ) .

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lg( 0,04 ) - lg( 4 )

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

= lg( 0.04 4 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 3 ) + 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 3 ) + lg( 1 x )
= lg( x 3 ) + lg( x - 1 2 )
= 3 lg( x ) - 1 2 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( 10 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( 10 x 4 )

= lg( 5 x -4 ) - lg( 1 20 ) - lg( 10 x -4 )

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

= lg( 5 ) + lg( 1 x 4 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 ) ) - ( lg( 10 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 5 ) + lg( 1 x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 ) - lg( 10 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 5 ) -4 lg( x ) - lg( 1 20 ) +0 - lg( 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 ) -4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +0 - lg( 10 ) +4 lg( x )

= lg( 20 ) - lg( 10 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20 10 · 5 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1