Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

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

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 125 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 125 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 125

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

log 5 ( 1 125 ) = -3, eben weil 5-3 = 1 125 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 18 ) .

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Zuerst schreiben wir 18 um: 18 = 18 1 2

log 18 ( 18 ) = log 18 ( 18 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 18 1 2 zur Basis 18 suchen, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 18 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 18 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 18 ( 18 ) = log 18 ( 18 1 2 ) = 1 2 , eben weil 18 1 2 = 18 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 45473 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 45473 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 45473 ist.

Dabei kommt man auf 1 100000 = 1 10 5 = 10-5 < 1 45473 und auf 1 10000 = 1 10 4 = 10-4 > 1 45473 .

Und da wir bei log 10 ( 1 45473 ) ja das ☐ von 10 = 1 45473 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -5 und -4 liegen, wegen:
10-5 = 1 10 5 = 1 100000 < 1 45473 < 1 10000 = 1 10 4 = 10-4

Es gilt somit: -5 < log 10 ( 1 45473 ) < -4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 3 ( 9x ) - log 3 ( 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):
log 3 ( 9x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 9 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 3 2 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 2 + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 16 ) - log 2 ( 2 ) .

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log 2 ( 16 ) - log 2 ( 2 )

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

= log 2 ( 16 2 )

= log 2 ( 8 )

= log 2 ( 2 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x 2 ) +4 lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x 2 ) +4 lg( 1 x )
= 4 lg( x -2 ) + lg( x -2 ) +4 lg( x - 1 2 )
= -8 lg( x ) -2 lg( x ) -2 lg( x )
= -12 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 2 ) + lg( 1 80 ) + lg( 20x ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 2 ) + lg( 1 80 ) + lg( 20x )

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

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 1 80 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x ) )

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 80 ) + lg( 1 ) + lg( 20 ) + lg( x )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 1 80 ) +0 + lg( 20 ) + lg( x )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 80 ) +0 + lg( 20 ) + lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 80 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )