Aufgabenbeispiele von Logarithmus

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

Lösung einblenden

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

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

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 10 4 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 4 als 10 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 4

log 10 ( 10 4 ) = 1 4 , eben weil 10 1 4 = 10 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 125 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 125 um: 1 125 = 125 - 1 2

Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Also schreiben wir 1 125 = 125 - 1 2 = ( 5 3 ) - 1 2 = 5 - 3 2

log 5 ( 1 125 ) = log 5 ( 5 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 3 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 125 ) = log 5 ( 5 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 5 - 3 2 = 1 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (7) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 7, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7 ist.

Dabei kommt man auf 4 = 41 < 7 und auf 4 2 = 42 > 7.

Und da wir bei log 4 (7) ja das ☐ von 4 = 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
41 = 4 < 7 < 4 2 = 42

Es gilt somit: 1 < log 4 (7) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) + lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 1000000000x ) + lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) + lg( x )
= 9 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) + lg( 5 ) .

Lösung einblenden

lg( 200 ) + lg( 5 )

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

= lg( 200 · 5 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) -2 lg( x 2 ) + lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 ) -2 lg( x 2 ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x -3 ) -2 lg( x 2 ) + lg( x -3 )
= -3 lg( x ) -4 lg( x ) -3 lg( x )
= -10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 80000 x 4 ) + lg( 20x ) - lg( 1 4 x 5 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 1 80000 x 4 ) + lg( 20x ) - lg( 1 4 x 5 )

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

= lg( 1 80000 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 20 ) + lg( x ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 5 ) )

= lg( 1 80000 ) + lg( x 4 ) + lg( 20 ) + lg( x ) - lg( 1 4 ) - lg( x 5 )

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

= lg( 1 80000 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) + lg( x ) - lg( 1 4 ) -5 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( 80000 ) +4 lg( x ) + lg( 20 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -5 lg( x )

= - lg( 80000 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 80000 · 20 · 4 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3