algebra

Logarithmus

Ein Logarithmus ist die Umkehrung der Potenzierung: log_a(b) = c bedeutet a^c = b. Er beantwortet die Frage „Welche Potenz von a ergibt b?"

Ein Logarithmus ist die Umkehroperation der Potenzierung. Der Ausdruck log⁡ab=c\log_a b = c bedeutet genau ac=ba^c = b — der Logarithmus beantwortet die Frage „Auf welche Potenz muss ich aa erheben, um bb zu erhalten?"

Gebräuchliche Basen:

  • log⁡10\log_{10} (dekadischer Logarithmus) — verwendet bei pH-Wert, Dezibel, Richterskala.
  • ln⁡=log⁡e\ln = \log_e (natürlicher Logarithmus) — Analysis und Modelle stetigen Wachstums.
  • log⁡2\log_2 — Informatik, Informationstheorie.

Wichtige Eigenschaften:

  • log⁡(xy)=log⁡x+log⁡y\log(xy) = \log x + \log y (verwandelt Produkt in Summe)
  • log⁡(xn)=nlog⁡x\log(x^n) = n \log x (verwandelt Potenz in Produkt)
  • Basiswechsel: log⁡ab=log⁡blog⁡a\log_a b = \frac{\log b}{\log a} für jede Bezugsbasis.

Logarithmen komprimieren riesige Wertebereiche (Erde-Mond-Entfernung gegenüber der Breite eines Atoms) auf handhabbare Skalen und linearisieren exponentielle Daten — deshalb sind Diagramme mit logarithmischer Achse in der Wissenschaft so verbreitet.

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