Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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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 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 16 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 -1 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 -1 = ( 16 1 2 ) -1 = 16 - 1 2

log 16 ( 1 4 ) = log 16 ( 4 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 -1 = 16 - 1 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 -1 = 16 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 -1 = 16 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 1 4 ) = log 16 ( 4 -1 ) = log 16 ( 16 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 16 - 1 2 = 1 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 71362 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 71362 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 71362 ist.

Dabei kommt man auf 1 100000 = 1 10 5 = 10-5 < 1 71362 und auf 1 10000 = 1 10 4 = 10-4 > 1 71362 .

Und da wir bei log 10 ( 1 71362 ) ja das ☐ von 10 = 1 71362 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -5 und -4 liegen, wegen:
10-5 = 1 10 5 = 1 100000 < 1 71362 < 1 10000 = 1 10 4 = 10-4

Es gilt somit: -5 < log 10 ( 1 71362 ) < -4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 2 ( 128 x ) + log 2 ( 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):
log 2 ( 128 x ) + log 2 ( x )
= log 2 ( 128 ) - log 2 ( x ) + log 2 ( x )
= log 2 ( 2 7 ) - log 2 ( x ) + log 2 ( x )
= 7 - log 2 ( x ) + log 2 ( x )
= 7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,005 ) - lg( 5 ) .

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lg( 0,005 ) - lg( 5 )

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

= lg( 0.005 5 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 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( 1 x )
= 4 lg( x -1 )
= -4 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 625 x ) - lg( 1 25 x 3 ) + lg( 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 625 x ) - lg( 1 25 x 3 ) + lg( 25 x 3 )

= lg( 1 625 x ) - lg( 1 25 x -3 ) + lg( 25 x -3 )

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

= lg( 1 625 ) + lg( x ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 625 ) + lg( x ) - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 625 ) + lg( x ) - lg( 1 25 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) -3 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( 625 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) -3 lg( x )

= lg( x ) - lg( 625 ) + lg( 25 ) + lg( 25 )

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

= lg( x ) + lg( 1 625 · 25 · 25 )

= lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )