Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (8) .

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Wir suchen den Logarithmus von 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 8 gilt.

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

log 2 (8) = 3, eben weil 23 = 8 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 9 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3☐ = 1 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1000000000 ) .

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 9 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 9 = ( 100 1 2 ) 9 = 100 9 2

log 100 ( 1000000000 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 9 = 100 9 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 9 = 100 9 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100☐ = 10 9 = 100 9 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1000000000 ) = log 100 ( 100 9 2 ) = 9 2 , eben weil 100 9 2 = 1000000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 17 (259) liegt.

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Wir suchen 17er-Potenzen in der Näher von 259, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 259 ist.

Dabei kommt man auf 17 = 171 < 259 und auf 17 2 = 172 > 259.

Und da wir bei log 17 (259) ja das ☐ von 17☐ = 259 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
171 = 17 < 259 < 17 2 = 172

Es gilt somit: 1 < log 17 (259) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 5 ( 1 x ) + log 5 ( 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 5 ( 1 x ) + log 5 ( x )
= log 5 ( 1 ) - log 5 ( x ) + log 5 ( x )
= log 5 ( 1 ) - log 5 ( x ) + log 5 ( x )
= 0 - log 5 ( x ) + log 5 ( x )
=0

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50 ) - lg( 5 ) .

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lg( 50 ) - lg( 5 )

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

= lg( 50 5 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) + lg( 1 x 3 ) +4 lg( x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) + lg( 1 x 3 ) +4 lg( x )
= lg( x 4 ) + lg( x -3 ) +4 lg( x 1 2 )
= 4 lg( x ) -3 lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 2 x 3 ) + lg( 1 8 x 4 ) + lg( 4 x 10 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 2 x 3 ) + lg( 1 8 x 4 ) + lg( 4 x 10 )

= - lg( 1 2 x -3 ) + lg( 1 8 x 4 ) + lg( 4 x -10 )

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

= -( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 1 8 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 10 ) )

= - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 1 8 ) + lg( x 4 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 10 )

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

= - lg( 1 2 ) +3 lg( x ) + lg( 1 8 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -10 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 2 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 8 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -10 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 8 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 8 · 4 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )