Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 gilt.

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 18 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 18 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 18 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 18 als 18 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 18 = 18 1 2

log 18 ( 18 ) = 1 2 , eben weil 18 1 2 = 18 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 196 ( 14 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 14 sondern zur Basis 196 suchen und 196 gerade 14² ist (also 14 = 196 = 196 1 2 ), formen wir 14 noch so um, dass sie 196 als Basis hat:

14 = 196 1 2

log 196 ( 14 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 14 = 196 1 2 zur Basis 196 suchen, also die Hochzahl mit der man 196 potenzieren muss, um auf 14 = 196 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 196 = 14 = 196 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 196 ( 14 ) = log 196 ( 196 1 2 ) = 1 2 , eben weil 196 1 2 = 14 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (3) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 3, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 3 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 50 < 3 und auf 5 = 51 > 3.

Und da wir bei log 5 (3) ja das ☐ von 5 = 3 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
50 = 1 < 3 < 5 = 51

Es gilt somit: 0 < log 5 (3) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 4 ( 64x ) - 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 ( 64x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 64 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= log 4 ( 4 3 ) + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 3 + log 4 ( x ) - log 4 ( x )
= 3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 5 ) - log 4 ( 5 ) .

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log 4 ( 5 ) - log 4 ( 5 )

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

= log 4 ( 5 5 )

= log 4 ( 1 )

= 0

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 20000 x 4 ) + lg( 4 x 6 ) + lg( 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 20000 x 4 ) + lg( 4 x 6 ) + lg( 5 x 2 )

= - lg( 20000 x -4 ) + lg( 4 x -6 ) + lg( 5 x 2 )

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

= -( lg( 20000 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 6 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 20000 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 5 ) + lg( x 2 )

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

= - lg( 20000 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -6 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

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

= - lg( 20000 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -6 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

= - lg( 20000 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 20000 · 5 · 4 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3