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 19 ( 1 361 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 361 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 1 361 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 1 361 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 19-Potenz zu schreiben versuchen, also 19 = 1 361

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

log 19 ( 1 361 ) = -2, eben weil 19-2 = 1 361 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 3 um: 3 = 3 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 817 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 817 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 817 ist.

Dabei kommt man auf 1 1000 = 1 10 3 = 10-3 < 1 817 und auf 1 100 = 1 10 2 = 10-2 > 1 817 .

Und da wir bei log 10 ( 1 817 ) ja das ☐ von 10 = 1 817 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
10-3 = 1 10 3 = 1 1000 < 1 817 < 1 100 = 1 10 2 = 10-2

Es gilt somit: -3 < log 10 ( 1 817 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01 x ) -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( 0,01 x ) -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 )
= -4 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,2 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,2 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.2 2 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) +2 lg( x 2 ) + lg( 1 x )
= lg( x - 1 2 ) +2 lg( x 2 ) + lg( x -1 )
= - 1 2 lg( x ) +4 lg( x ) - lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 ) + lg( 1 1000 x 4 ) + lg( 25 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 ) + lg( 1 1000 x 4 ) + lg( 25 x 4 )

= lg( 4 ) + lg( 1 1000 x -4 ) + lg( 25 x 4 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 ) + ( lg( 1 1000 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 ) + lg( 1 1000 ) + lg( 1 x 4 ) + lg( 25 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 4 ) +0 + lg( 1 1000 ) -4 lg( x ) + lg( 25 ) +4 lg( x )

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

= lg( 4 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 1000 ) -4 lg( x ) + lg( 25 ) +4 lg( x )

= - lg( 1000 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 1000 · 25 · 4 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1