Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 16 gilt.

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 1 1000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10☐ = 1 1000

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

log 10 ( 1 1000 ) = -3, eben weil 10-3 = 1 1000 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 14 ( 1 166 ) liegt.

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Wir suchen 14er-Potenzen in der Näher von 1 166 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 166 ist.

Dabei kommt man auf 1 196 = 1 14 2 = 14-2 < 1 166 und auf 1 14 = 1 14 = 14-1 > 1 166 .

Und da wir bei log 14 ( 1 166 ) ja das ☐ von 14☐ = 1 166 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
14-2 = 1 14 2 = 1 196 < 1 166 < 1 14 = 1 14 = 14-1

Es gilt somit: -2 < log 14 ( 1 166 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 25000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 25000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25000 · 4 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x ) +4 lg( 1 x 2 ) + lg( x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( 1 x ) +4 lg( 1 x 2 ) + lg( x 2 )
= -2 lg( x - 1 2 ) +4 lg( x -2 ) + lg( x 2 )
= lg( x ) -8 lg( x ) +2 lg( x )
= -5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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lg( 1 4 x ) - lg( 1 2 ) + lg( 2 x 3 )

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

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

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

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

= lg( 1 4 ) + lg( x ) - lg( 1 2 ) +0 + lg( 2 ) +3 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( 4 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +0 + lg( 2 ) +3 lg( x )

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

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 4 · 2 · 2 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )