lager:mathe:arithmetik:einfuehr_logarithmen
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lager:mathe:arithmetik:einfuehr_logarithmen [07.03.2016 14:52] – richard | lager:mathe:arithmetik:einfuehr_logarithmen [04.02.2025 12:10] (aktuell) – Externe Bearbeitung 127.0.0.1 | ||
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- | $2^x = 16$\\ | + | \begin{equation} |
- | $2^x = 2^4$\\ | + | \begin{aligned} |
- | $x = 4$ | + | 2^x &= 16 \\ |
+ | 2^x &= 2^4 \\ | ||
+ | x &= 4 | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
Die Gleichung lässt sich also dadurch lösen, dass beide Seiten auf die gleiche Basis (hier: 2) umgeformt werden. | Die Gleichung lässt sich also dadurch lösen, dass beide Seiten auf die gleiche Basis (hier: 2) umgeformt werden. | ||
Ein weiteres Beispiel:\\ | Ein weiteres Beispiel:\\ | ||
- | $3^4x = 9$\\ | + | |
- | $3^4x = 3^2$\\ | + | \begin{equation} |
- | $4 x = 2 ~~| :4$\\ | + | \begin{aligned} |
- | $x = \frac{1}{2}$ | + | 3^4x &= 9 \\ |
+ | 3^4x &= 3^2 \\ | ||
+ | 4 x &= 2 ~~| :4 \\ | ||
+ | x &= \frac{1}{2} | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
Wie sieht es nun aus bei Gleichungen bei denen beide Gleichungsseiten keine gemeinsame Basis haben? Nun hier lässt sich eine gemeinsame Basis erzwingen, indem man die beiden Zahlen z.B. zur Basis 10 darstellt.\\ | Wie sieht es nun aus bei Gleichungen bei denen beide Gleichungsseiten keine gemeinsame Basis haben? Nun hier lässt sich eine gemeinsame Basis erzwingen, indem man die beiden Zahlen z.B. zur Basis 10 darstellt.\\ | ||
Beispiel: $3^x = 2$ | Beispiel: $3^x = 2$ | ||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | 3^x &= 2 \\ | ||
+ | log_{10}(3) &= 0,4771 \\ | ||
+ | 3 &= 10^{0,4771} \\ | ||
+ | log_{10}(2) &= 0,3010 \\ | ||
+ | 2 &= 10^{0,3010} \\ | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
- | Der Logrithmus zur Basis 10 wird häufig als $lg$ oder $log$ abgekürzt. Es gibt weitere bedeutende Logarithmen. Z.B. den **Logarithmus naturalis** $ln$ zur Basis $e$(($e$ ist die Euleresche | + | Der Logrithmus zur Basis 10 wird häufig als $lg$ oder $log$ abgekürzt. Es gibt weitere bedeutende Logarithmen. Z.B. den **Logarithmus naturalis** $ln$ zur Basis $e$(($e$ ist die Euler' |
)) oder den **Logarithmus Dualis** $ld$ zur Basis $2$, der besonders in der Digitaltechnik seine Bedeutung hat. | )) oder den **Logarithmus Dualis** $ld$ zur Basis $2$, der besonders in der Digitaltechnik seine Bedeutung hat. | ||
Nun lässt sich die eigentliche Gleichung lösen. | Nun lässt sich die eigentliche Gleichung lösen. | ||
+ | |||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | 3^x &= 2 \\ | ||
+ | (10^{0, | ||
+ | 10^{0,4771 \cdot x} &= 10^{0,3010} \\ | ||
+ | 0,4771 \cdot x &= 0,3010 ~~|~ :0,4771\\ | ||
+ | x &= \frac{0, | ||
+ | x & | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
Oder allgemein mit Logarithmen: | Oder allgemein mit Logarithmen: | ||
+ | |||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | 3^x &= 2 \\ | ||
+ | (10^{lg (3)})^x &= 10^{lg (2)} ~~|~ (a^m)^n = a^{m \cdot n} \\ | ||
+ | 10^{lg (3) \cdot x} &= 10^{lg (2)} \\ | ||
+ | lg(3) \cdot x &= lg (2) ~~|~ :lg (3)\\ | ||
+ | x &= \frac{lg (2)}{lg (3)} \\ | ||
+ | x & | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
Wenn man die letzte Berechnung genauer betrachtet, so kann man feststellen, | Wenn man die letzte Berechnung genauer betrachtet, so kann man feststellen, | ||
+ | |||
+ | \begin{equation} | ||
+ | \begin{aligned} | ||
+ | 3^x &= 2 ~~|~ lg\\ | ||
+ | lg(3) \cdot x &= lg(2) ~~|~ :lg(3)\\ | ||
+ | x &= \frac{lg(2)}{lg(3)} \\ | ||
+ | x & | ||
+ | \end{aligned} | ||
+ | \end{equation} | ||
====== Weitere Rechenregeln zu Potenzen und Logarithmen ====== | ====== Weitere Rechenregeln zu Potenzen und Logarithmen ====== | ||
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===== Potenzgesetze ===== | ===== Potenzgesetze ===== | ||
- | ^Potenzgesetze | + | ^Potenzgesetze |
- | |$a^m \cdot a^n = a^{m+n}$ | + | |$a^m \cdot a^n = a^{m+n}$ |
- | |$a^0 =1$ | + | |$a^0 =1$ |
===== Rechenregeln Logarithmus ===== | ===== Rechenregeln Logarithmus ===== | ||
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Die folgenden Aufgaben dienen zur Vertiefung der obigen Inhalte. Berechnen Sie jeweils den Wert von $x$. | Die folgenden Aufgaben dienen zur Vertiefung der obigen Inhalte. Berechnen Sie jeweils den Wert von $x$. | ||
- | ^Aufgaben: | + | ^Aufgaben: |
- | |a) $4^x = 11$ | + | |a) $4^x = 11$ |b) $8^x = 5^{x+1}$ |
- | |d) $3 \cdot 7^{2x -3}$ |e) $4 \cdot 9^{2x} = 6^x$|f) $3^{4x-1} = 2^x$ | + | |d) $3 \cdot 7^{2x -3}=16$ |e) $4 \cdot 9^{2x} = 6^x$|f) $3^{4x-1} = 2^x$ | |
^Lösungen (unsortiert): | ^Lösungen (unsortiert): | ||
|$x = 0, | |$x = 0, | ||
|$x = -0, | |$x = -0, | ||
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lager/mathe/arithmetik/einfuehr_logarithmen.1457362329.txt.gz · Zuletzt geändert: 04.02.2025 12:10 (Externe Bearbeitung)