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 4 (16) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 16 gilt.

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

log 4 (16) = 2, eben weil 42 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 16 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 16 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 16

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

log 4 ( 1 16 ) = -2, eben weil 4-2 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

Lösung einblenden

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 11 ( 1 96 ) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 11er-Potenzen in der Näher von 1 96 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 96 ist.

Dabei kommt man auf 1 121 = 1 11 2 = 11-2 < 1 96 und auf 1 11 = 1 11 = 11-1 > 1 96 .

Und da wir bei log 11 ( 1 96 ) ja das ☐ von 11 = 1 96 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
11-2 = 1 11 2 = 1 121 < 1 96 < 1 11 = 1 11 = 11-1

Es gilt somit: -2 < log 11 ( 1 96 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000x ) +2 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( 1000x ) +2 lg( x )
= lg( 1000 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 3 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) - lg( 50 ) .

Lösung einblenden

lg( 5000 ) - lg( 50 )

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

= lg( 5000 50 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 3 )
= -6 lg( x )
= -6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) - lg( 200 x 3 ) + lg( 50 x 2 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 4 x 3 ) - lg( 200 x 3 ) + lg( 50 x 2 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 200 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) - lg( 200 ) - lg( x 3 ) + lg( 50 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) - lg( 200 ) -3 lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) - lg( 200 ) -3 lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )