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 5 ( 5 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 5 3 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 5 3 als 5 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 3

log 5 ( 5 3 ) = 1 3 , eben weil 5 1 3 = 5 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 3 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 - 1 2

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

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 - 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 ( 1 25 ) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 25 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 25 ist.

Dabei kommt man auf 1 27 = 1 3 3 = 3-3 < 1 25 und auf 1 9 = 1 3 2 = 3-2 > 1 25 .

Und da wir bei log 3 ( 1 25 ) ja das ☐ von 3 = 1 25 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
3-3 = 1 3 3 = 1 27 < 1 25 < 1 9 = 1 3 2 = 3-2

Es gilt somit: -3 < log 3 ( 1 25 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001x ) +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( 0,001x ) +3 lg( x )
= lg( 0,001 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 -3 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= -3 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 17 ( 1156 ) - log 17 ( 4 ) .

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log 17 ( 1156 ) - log 17 ( 4 )

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

= log 17 ( 1156 4 )

= log 17 ( 289 )

= log 17 ( 17 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x ) +4 lg( x 4 ) + lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( 1 x ) +4 lg( x 4 ) + lg( x 4 )
= -2 lg( x - 1 2 ) +4 lg( x 4 ) + lg( x 4 )
= lg( x ) +16 lg( x ) +4 lg( x )
= 21 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 5 ) - lg( 400 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 5 ) - lg( 400 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 )

= lg( 20 x -5 ) - lg( 400 x -2 ) - lg( 1 2 x -3 )

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

= lg( 20 ) + lg( 1 x 5 ) - ( lg( 400 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 20 ) + lg( 1 x 5 ) - lg( 400 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 20 ) -5 lg( x ) - lg( 400 ) +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( 20 ) -5 lg( x ) - lg( 400 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +3 lg( x )

= - lg( 400 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 400 · 20 · 2 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1