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 3 ( 1 27 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 27 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3☐ = 1 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 14 ( 1 14 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 14 um: 1 14 = 14 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (16091601) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 16091601, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 16091601 ist.

Dabei kommt man auf 10 7 = 107 < 16091601 und auf 10 8 = 108 > 16091601.

Und da wir bei log 10 (16091601) ja das ☐ von 10☐ = 16091601 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
107 = 10 7 < 16091601 < 10 8 = 108

Es gilt somit: 7 < log 10 (16091601) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001x ) +5 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( 0,001x ) +5 lg( x )
= lg( 0,001 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 -3 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= -3 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) - lg( 5 ) .

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lg( 500 ) - lg( 5 )

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

= lg( 500 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 2 ) +2 lg( x 3 ) +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( 1 x 2 ) +2 lg( x 3 ) +4 lg( 1 x 2 )
= lg( x -2 ) +2 lg( x 3 ) +4 lg( x -2 )
= -2 lg( x ) +6 lg( x ) -8 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x ) - lg( 1 4 x 8 ) + lg( 1 100 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x ) - lg( 1 4 x 8 ) + lg( 1 100 x 4 )

= lg( 25 x -1 ) - lg( 1 4 x 8 ) + lg( 1 100 x 4 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 x ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 8 ) ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 4 ) - lg( x 8 ) + lg( 1 100 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 25 ) - lg( x ) - lg( 1 4 ) -8 lg( x ) + lg( 1 100 ) +4 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( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -8 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +4 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 )

= -5 lg( x )