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 4 ( 1 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 4 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 4

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

log 4 ( 1 4 ) = -1, eben weil 4-1 = 1 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1000000000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1000000000 um: 1000000000 = 1000000000 1 2

Man kann erkennen, dass 1000000000 eine Potenz ist: 1000000000 = 10 9

Also schreiben wir 1000000000 = 1000000000 1 2 = ( 10 9 ) 1 2 = 10 9 2

log 10 ( 1000000000 ) = log 10 ( 10 9 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 9 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 9 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 9 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1000000000 ) = log 10 ( 10 9 2 ) = 9 2 , eben weil 10 9 2 = 1000000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (10) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 10, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 10 ist.

Dabei kommt man auf 4 = 41 < 10 und auf 4 2 = 42 > 10.

Und da wir bei log 4 (10) ja das ☐ von 4 = 10 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
41 = 4 < 10 < 4 2 = 42

Es gilt somit: 1 < log 4 (10) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 4 ( 4x ) - log 4 ( 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 4 ( 4x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 4 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 1 + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40 · 25 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x ) - lg( 1 50 x ) + lg( 1 250.000 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x ) - lg( 1 50 x ) + lg( 1 250.000 x 2 )

= lg( 50 x -1 ) - lg( 1 50 x ) + lg( 1 250.000 x 2 )

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

= lg( 50 ) + lg( 1 x ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 250.000 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 50 ) - lg( x ) + lg( 1 250.000 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 50 ) - lg( x ) - lg( 1 50 ) - lg( x ) + lg( 1 250.000 ) +2 lg( x )

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

= lg( 50 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 250000 ) +2 lg( x )

= - lg( 250000 ) + lg( 50 ) + lg( 50 )

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

= lg( 1 250.000 · 50 · 50 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2