Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

Lösung einblenden

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

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

Wenn wir jetzt die 4 als 4 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 4 = 4 1 2

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 196 ( 14 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 14 sondern zur Basis 196 suchen und 196 gerade 14² ist (also 14 = 196 = 196 1 2 ), formen wir 14 noch so um, dass sie 196 als Basis hat:

14 = 196 1 2

log 196 ( 14 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 14 = 196 1 2 zur Basis 196 suchen, also die Hochzahl mit der man 196 potenzieren muss, um auf 14 = 196 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 196 = 14 = 196 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 196 ( 14 ) = log 196 ( 196 1 2 ) = 1 2 , eben weil 196 1 2 = 14 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 34 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 34 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 34 ist.

Dabei kommt man auf 1 64 = 1 2 6 = 2-6 < 1 34 und auf 1 32 = 1 2 5 = 2-5 > 1 34 .

Und da wir bei log 2 ( 1 34 ) ja das ☐ von 2 = 1 34 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -6 und -5 liegen, wegen:
2-6 = 1 2 6 = 1 64 < 1 34 < 1 32 = 1 2 5 = 2-5

Es gilt somit: -6 < log 2 ( 1 34 ) < -5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000x ) -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( 10000x ) -3 lg( x )
= lg( 10000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 4 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 4 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

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

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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( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( 1 x 3 )
= 2 lg( x -3 )
= -6 lg( x )
= -6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 8000 x 4 ) - lg( 1 2 x 4 ) + lg( 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 8000 x 4 ) - lg( 1 2 x 4 ) + lg( 4 )

= - lg( 8000 x 4 ) - lg( 1 2 x -4 ) + lg( 4 )

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

= -( lg( 8000 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 8000 ) - lg( x 4 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 4 ) + lg( 1 )

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

= - lg( 8000 ) -4 lg( x ) - lg( 1 2 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) +0

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

= - lg( 8000 ) -4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) +0

= - lg( 8000 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 8000 · 4 · 2 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3