Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

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Wir suchen den Logarithmus von 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 256 gilt.

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

log 2 (256) = 8, eben weil 28 = 256 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 5 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 5 als 10 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 5

log 10 ( 10 5 ) = 1 5 , eben weil 10 1 5 = 10 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 - 1 2

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (2) liegt.

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Wir suchen 5er-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 = 50 < 2 und auf 5 = 51 > 2.

Und da wir bei log 5 (2) ja das ☐ von 5 = 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
50 = 1 < 2 < 5 = 51

Es gilt somit: 0 < log 5 (2) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 400 ) + lg( 25 ) .

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lg( 400 ) + lg( 25 )

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

= lg( 400 · 25 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( x 4 ) +2 lg( 1 x ) + 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 4 ) +2 lg( 1 x ) + lg( x 3 )
= 2 lg( x 4 ) +2 lg( x - 1 2 ) + lg( x 3 )
= 8 lg( x ) - lg( x ) +3 lg( x )
= 10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 80 x 3 ) + lg( 4 x ) + lg( 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 80 x 3 ) + lg( 4 x ) + lg( 20 x 2 )

= lg( 1 80 x 3 ) + lg( 4 x -1 ) + lg( 20 x 2 )

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

= lg( 1 80 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 1 80 ) + lg( x 3 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x ) + lg( 20 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 1 80 ) +3 lg( x ) + lg( 4 ) - lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

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

= lg( 1 ) - lg( 80 ) +3 lg( x ) + lg( 4 ) - lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

= 4 lg( x ) - lg( 80 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )