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 10 ( 1 10.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 10.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 10.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 10.000.000 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 10.000.000

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

log 10 ( 1 10.000.000 ) = -7, eben weil 10-7 = 1 10.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 361 ( 19 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 19 sondern zur Basis 361 suchen und 361 gerade 19² ist (also 19 = 361 = 361 1 2 ), formen wir 19 noch so um, dass sie 361 als Basis hat:

19 = 361 1 2

log 361 ( 19 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 = 361 1 2 zur Basis 361 suchen, also die Hochzahl mit der man 361 potenzieren muss, um auf 19 = 361 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 361 = 19 = 361 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 361 ( 19 ) = log 361 ( 361 1 2 ) = 1 2 , eben weil 361 1 2 = 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 ( 1 129 ) .

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Wir suchen 19er-Potenzen in der Näher von 1 129 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 129 ist.

Dabei kommt man auf 1 361 = 1 19 2 = 19-2 < 1 129 und auf 1 19 = 1 19 = 19-1 > 1 129 .

Und da wir bei log 19 ( 1 129 ) ja das ☐ von 19 = 1 129 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
19-2 = 1 19 2 = 1 361 < 1 129 < 1 19 = 1 19 = 19-1

Es gilt somit: -2 < log 19 ( 1 129 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) -2 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( 0,01x ) -2 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -2 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) + lg( 50 ) .

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lg( 20 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20 · 50 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 100 x 2 ) + lg( 2 x 2 ) - lg( 1 50 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 100 x 2 ) + lg( 2 x 2 ) - lg( 1 50 x 3 )

= - lg( 100 x 2 ) + lg( 2 x 2 ) - lg( 1 50 x -3 )

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

= -( lg( 100 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 3 ) )

= - lg( 100 ) - lg( x 2 ) + lg( 2 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 3 )

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

= - lg( 100 ) -2 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 50 ) +3 lg( x )

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

= - lg( 100 ) -2 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +3 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )