Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 gilt.

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 3 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 2 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 2 3 als 2 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 3

log 2 ( 2 3 ) = 1 3 , eben weil 2 1 3 = 2 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 -1 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -1 = ( 9 1 2 ) -1 = 9 - 1 2

log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -1 = 9 - 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -1 = 9 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 -1 = 9 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) = log 9 ( 9 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 9 - 1 2 = 1 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 17 (136) liegt.

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Wir suchen 17er-Potenzen in der Näher von 136, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 136 ist.

Dabei kommt man auf 17 = 171 < 136 und auf 17 2 = 172 > 136.

Und da wir bei log 17 (136) ja das ☐ von 17 = 136 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
171 = 17 < 136 < 17 2 = 172

Es gilt somit: 1 < log 17 (136) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000 x ) +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( 1000000000 x ) +5 lg( x )
= lg( 1000000000 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 9 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= 9 - lg( x ) +5 lg( x )
= 4 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 30 ) - lg( 3 ) .

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lg( 30 ) - lg( 3 )

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

= lg( 30 3 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 )
= 2 lg( x - 1 2 ) + lg( x -3 )
= - lg( x ) -3 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 100000 x 2 ) + lg( 20 ) + lg( 50 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 100000 x 2 ) + lg( 20 ) + lg( 50 x 2 )

= - lg( 100000 x -2 ) + lg( 20 ) + lg( 50 x -2 )

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

= -( lg( 100000 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 100000 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 20 ) + lg( 1 ) + lg( 50 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 100000 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) +0 + lg( 50 ) -2 lg( x )

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

= - lg( 100000 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) +0 + lg( 50 ) -2 lg( x )

= - lg( 100000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 100.000 · 50 · 20 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2