Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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

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

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 13 ( 13 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 13 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 13 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 13 gilt.

Wenn wir jetzt die 13 als 13 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 13 = 13 1 2

log 13 ( 13 ) = 1 2 , eben weil 13 1 2 = 13 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 1 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 ( 1 26 ) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 26 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 26 ist.

Dabei kommt man auf 1 27 = 1 3 3 = 3-3 < 1 26 und auf 1 9 = 1 3 2 = 3-2 > 1 26 .

Und da wir bei log 3 ( 1 26 ) ja das ☐ von 3 = 1 26 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
3-3 = 1 3 3 = 1 27 < 1 26 < 1 9 = 1 3 2 = 3-2

Es gilt somit: -3 < log 3 ( 1 26 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 13 ( 169x ) - log 13 ( 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 13 ( 169x ) - log 13 ( x )
= log 13 ( 169 ) + log 13 ( x ) - log 13 ( x )
= log 13 ( 13 2 ) + log 13 ( x ) - log 13 ( x )
= 2 + log 13 ( x ) - log 13 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.02 2 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x ) + 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 ) + lg( 1 x )
= 4 lg( x -1 ) + lg( x - 1 2 )
= -4 lg( x ) - 1 2 lg( x )
= - 9 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 50 ) + lg( 2 x 4 ) - lg( 100 x 6 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 50 ) + lg( 2 x 4 ) - lg( 100 x 6 )

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

= -( lg( 1 50 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 100 ) + lg( x 6 ) )

= - lg( 1 50 ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) + lg( x 4 ) - lg( 100 ) - lg( x 6 )

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

= - lg( 1 50 ) +0 + lg( 2 ) +4 lg( x ) - lg( 100 ) -6 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( 50 ) +0 + lg( 2 ) +4 lg( x ) - lg( 100 ) -6 lg( x )

= -2 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:

= -2 lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -2 lg( x )