Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (10000) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10000 gilt.

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

log 10 (10000) = 4, eben weil 104 = 10000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 14 ( 1 196 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 196 zur Basis 14, also die Hochzahl mit der man 14 potenzieren muss, um auf 1 196 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 14 = 1 196 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 14-Potenz zu schreiben versuchen, also 14 = 1 196

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

log 14 ( 1 196 ) = -2, eben weil 14-2 = 1 196 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 324 ( 1 18 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 18 um: 1 18 = 18 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 18 sondern zur Basis 324 suchen und 324 gerade 18² ist (also 18 = 324 = 324 1 2 ), formen wir 18 -1 noch so um, dass sie 324 als Basis hat:

18 -1 = ( 324 1 2 ) -1 = 324 - 1 2

log 324 ( 1 18 ) = log 324 ( 18 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 18 -1 = 324 - 1 2 zur Basis 324 suchen, also die Hochzahl mit der man 324 potenzieren muss, um auf 18 -1 = 324 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 324 = 18 -1 = 324 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 324 ( 1 18 ) = log 324 ( 18 -1 ) = log 324 ( 324 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 324 - 1 2 = 1 18 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (2) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 2, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 2 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 40 < 2 und auf 4 = 41 > 2.

Und da wir bei log 4 (2) ja das ☐ von 4 = 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
40 = 1 < 2 < 4 = 41

Es gilt somit: 0 < log 4 (2) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) -3 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( 0,01x ) -3 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) + lg( 50 ) .

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lg( 200 ) + lg( 50 )

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

= lg( 200 · 50 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 4 ) + lg( x ) + 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( x 4 ) + lg( x ) + lg( 1 x )
= 4 lg( x 4 ) + lg( x 1 2 ) + lg( x -1 )
= 16 lg( x ) + 1 2 lg( x ) - lg( x )
= 31 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 40 x 7 ) - lg( 1 20 x 3 ) + lg( 2x ) soweit wie möglich.

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- lg( 40 x 7 ) - lg( 1 20 x 3 ) + lg( 2x )

= - lg( 40 x 7 ) - lg( 1 20 x -3 ) + lg( 2x )

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

= -( lg( 40 ) + lg( x 7 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x ) )

= - lg( 40 ) - lg( x 7 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 2 ) + lg( x )

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

= - lg( 40 ) -7 lg( x ) - lg( 1 20 ) +3 lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x )

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

= - lg( 40 ) -7 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +3 lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 40 · 20 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -3 lg( x )