Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 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 100 ( 10 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 = 100 1 2

log 100 ( 10 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 = 100 1 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 = 100 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 = 100 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 10 ) = log 100 ( 100 1 2 ) = 1 2 , eben weil 100 1 2 = 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 19 (132) liegt.

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Wir suchen 19er-Potenzen in der Näher von 132, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 132 ist.

Dabei kommt man auf 19 = 191 < 132 und auf 19 2 = 192 > 132.

Und da wir bei log 19 (132) ja das ☐ von 19 = 132 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
191 = 19 < 132 < 19 2 = 192

Es gilt somit: 1 < log 19 (132) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000 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( 1000000 x ) +3 lg( x )
= lg( 1000000 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 6 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= 6 - lg( x ) +3 lg( x )
= 2 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 5 ( 4 ) - log 5 ( 4 ) .

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log 5 ( 4 ) - log 5 ( 4 )

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

= log 5 ( 4 4 )

= log 5 ( 1 )

= 0

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 2 ) 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 )
= -2 lg( x )
= -2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 1 800 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 ) + lg( 20 x 4 ) + lg( 1 800 x 4 )

= lg( 4 ) + lg( 20 x -4 ) + lg( 1 800 x 4 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 1 800 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 4 ) + lg( 1 800 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 4 ) +0 + lg( 20 ) -4 lg( x ) + lg( 1 800 ) +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( 20 ) -4 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 800 ) +4 lg( x )

= - lg( 800 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 800 · 20 · 4 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1