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 64 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 64 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 64

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

log 4 ( 1 64 ) = -3, eben weil 4-3 = 1 64 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 361 ( 19 ) .

Lösung einblenden

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 19 sondern zur Basis 361 suchen und 361 gerade 19² ist (also 19 = 361 = 361 1 2 ), formen wir 19 noch so um, dass sie 361 als Basis hat:

19 = 361 1 2

log 361 ( 19 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 = 361 1 2 zur Basis 361 suchen, also die Hochzahl mit der man 361 potenzieren muss, um auf 19 = 361 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 361 = 19 = 361 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 361 ( 19 ) = log 361 ( 361 1 2 ) = 1 2 , eben weil 361 1 2 = 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 13 ( 1 94 ) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 1 94 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 94 ist.

Dabei kommt man auf 1 169 = 1 13 2 = 13-2 < 1 94 und auf 1 13 = 1 13 = 13-1 > 1 94 .

Und da wir bei log 13 ( 1 94 ) ja das ☐ von 13 = 1 94 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
13-2 = 1 13 2 = 1 169 < 1 94 < 1 13 = 1 13 = 13-1

Es gilt somit: -2 < log 13 ( 1 94 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000 x ) +3 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( 10000 x ) +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: log 3 ( 180 ) - log 3 ( 20 ) .

Lösung einblenden

log 3 ( 180 ) - log 3 ( 20 )

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

= log 3 ( 180 20 )

= log 3 ( 9 )

= log 3 ( 3 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) +2 lg( x 3 ) -2 lg( x 2 )
= lg( x 1 2 ) +2 lg( x 3 ) -2 lg( x 2 )
= 1 2 lg( x ) +6 lg( x ) -4 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 2 x 2 ) + lg( 20x ) + lg( 4 x 3 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 25 2 x 2 ) + lg( 20x ) + lg( 4 x 3 )

= lg( 25 2 x 2 ) + lg( 20x ) + lg( 4 x -3 )

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

= lg( 25 2 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 20 ) + lg( x ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 25 2 ) + lg( x 2 ) + lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 3 )

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

= lg( 25 2 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 4 ) -3 lg( x )

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

= lg( 25 ) - lg( 2 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 4 ) -3 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 20 ) + lg( 4 ) - lg( 2 )

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

= lg( 25 · 20 · 4 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3