Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 17 (289) .

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Wir suchen den Logarithmus von 289 zur Basis 17, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 289 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17 = 289 gilt.

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

log 17 (289) = 2, eben weil 172 = 289 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 256 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 256 zur Basis 16, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 1 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 1 256 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 16-Potenz zu schreiben versuchen, also 16 = 1 256

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

log 16 ( 1 256 ) = -2, eben weil 16-2 = 1 256 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 5 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 = 25 1 2

log 25 ( 5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 = 25 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 = 25 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 = 25 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 5 ) = log 25 ( 25 1 2 ) = 1 2 , eben weil 25 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (604) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 604, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 604 ist.

Dabei kommt man auf 10 2 = 102 < 604 und auf 10 3 = 103 > 604.

Und da wir bei log 10 (604) ja das ☐ von 10 = 604 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
102 = 10 2 < 604 < 10 3 = 103

Es gilt somit: 2 < log 10 (604) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) +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( 100000x ) +5 lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 5 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,003 ) - lg( 3 ) .

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lg( 0,003 ) - lg( 3 )

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

= lg( 0.003 3 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 2 x 3 ) + lg( 1 10 x 2 ) + lg( 5 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 2 x 3 ) + lg( 1 10 x 2 ) + lg( 5 x 4 )

= - lg( 1 2 x -3 ) + lg( 1 10 x -2 ) + lg( 5 x 4 )

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

= -( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 1 10 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 4 ) )

= - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 1 10 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 5 ) + lg( x 4 )

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

= - lg( 1 2 ) +3 lg( x ) + lg( 1 10 ) -2 lg( x ) + lg( 5 ) +4 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( 2 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 10 ) -2 lg( x ) + lg( 5 ) +4 lg( x )

= 5 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )