Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 3 5 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 3 5 als 3 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 5

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 -1 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -1 = ( 9 1 2 ) -1 = 9 - 1 2

log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -1 = 9 - 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -1 = 9 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 -1 = 9 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) = log 9 ( 9 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 9 - 1 2 = 1 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (8529) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 8529, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 8529 ist.

Dabei kommt man auf 10 3 = 103 < 8529 und auf 10 4 = 104 > 8529.

Und da wir bei log 10 (8529) ja das ☐ von 10 = 8529 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
103 = 10 3 < 8529 < 10 4 = 104

Es gilt somit: 3 < log 10 (8529) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) -5 lg( 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):
lg( 100000000x ) -5 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 8 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 20 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 20 )

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

= lg( 0.02 20 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x ) + lg( x ) -2 lg( 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 ) + lg( x ) -2 lg( x 2 )
= -2 lg( x - 1 2 ) + lg( x 1 2 ) -2 lg( x 2 )
= lg( x ) + 1 2 lg( x ) -4 lg( x )
= - 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 2 x 2 ) - lg( 1 50 x 4 ) + lg( 4 x 6 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 2 x 2 ) - lg( 1 50 x 4 ) + lg( 4 x 6 )

= lg( 1 2 x 2 ) - lg( 1 50 x -4 ) + lg( 4 x -6 )

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

= lg( 1 2 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 6 ) )

= lg( 1 2 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 6 )

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

= lg( 1 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 50 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -6 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 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) -6 lg( x )

= lg( 50 ) + lg( 4 ) - lg( 2 )

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

= lg( 50 · 4 2 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2