Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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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.

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 3 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 3 als 10 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10☐ = 10 1 3

log 10 ( 10 3 ) = 1 3 , eben weil 10 1 3 = 10 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 27 um: 1 27 = 27 - 1 2

Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Also schreiben wir 1 27 = 27 - 1 2 = ( 3 3 ) - 1 2 = 3 - 3 2

log 3 ( 1 27 ) = log 3 ( 3 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 - 3 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 3 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 1 27 ) = log 3 ( 3 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 3 - 3 2 = 1 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (62) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 62, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 62 ist.

Dabei kommt man auf 4 2 = 42 < 62 und auf 4 3 = 43 > 62.

Und da wir bei log 4 (62) ja das ☐ von 4☐ = 62 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
42 = 4 2 < 62 < 4 3 = 43

Es gilt somit: 2 < log 4 (62) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) +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( 1000000x ) +3 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 6 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 250 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 2 ) -2 lg( x 2 ) +4 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( x 2 ) -2 lg( x 2 ) +4 lg( 1 x 2 )
= lg( x 2 ) -2 lg( x 2 ) +4 lg( x -2 )
= 2 lg( x ) -4 lg( x ) -8 lg( x )
= -10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 100 x 3 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 100 x 3 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 )

= lg( 1 100 x -3 ) - lg( 1 50 x -2 ) - lg( 1 2 x 3 )

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

= lg( 1 100 ) + lg( 1 x 3 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 100 ) + lg( 1 x 3 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( x 3 )

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

= lg( 1 100 ) -3 lg( x ) - lg( 1 50 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) -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( 100 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) -3 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -4 lg( x )