Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 64 gilt.

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

log 4 (64) = 3, eben weil 43 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 ( 19 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 19 3 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 19 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 19 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 19 3 als 19 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 19 = 19 1 3

log 19 ( 19 3 ) = 1 3 , eben weil 19 1 3 = 19 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 64 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 64 um: 1 64 = 64 -1

Man kann erkennen, dass 64 eine Potenz ist: 64 = 4 3

Also schreiben wir 1 64 = 64 -1 = ( 4 3 ) -1 = 4 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 -3 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 -3 = ( 16 1 2 ) -3 = 16 - 3 2

log 16 ( 1 64 ) = log 16 ( 4 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 -3 = 16 - 3 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 -3 = 16 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 -3 = 16 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 1 64 ) = log 16 ( 4 -3 ) = log 16 ( 16 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 16 - 3 2 = 1 64 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (172306) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 172306, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 172306 ist.

Dabei kommt man auf 10 5 = 105 < 172306 und auf 10 6 = 106 > 172306.

Und da wir bei log 10 (172306) ja das ☐ von 10 = 172306 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
105 = 10 5 < 172306 < 10 6 = 106

Es gilt somit: 5 < log 10 (172306) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) -2 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( 10000000x ) -2 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 7 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 1600 ) - log 2 ( 50 ) .

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log 2 ( 1600 ) - log 2 ( 50 )

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

= log 2 ( 1600 50 )

= log 2 ( 32 )

= log 2 ( 2 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x ) 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 ) + lg( 1 x )
= 2 lg( x -3 ) + lg( x -1 )
= -6 lg( x ) - lg( x )
= -7 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 2 ) - lg( 40 x 10 ) + lg( 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 2 ) - lg( 40 x 10 ) + lg( 2 x 3 )

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

= lg( 20 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 40 ) + lg( x 10 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 20 ) + lg( x 2 ) - lg( 40 ) - lg( x 10 ) + lg( 2 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 40 ) -10 lg( x ) + lg( 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( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 40 ) -10 lg( x ) + lg( 2 ) +3 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 40 · 20 · 2 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -5 lg( x )