Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 4 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 4 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 4 als 2 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 4

log 2 ( 2 4 ) = 1 4 , eben weil 2 1 4 = 2 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 27 ) .

Lösung einblenden

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

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

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 -3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -3 = ( 9 1 2 ) -3 = 9 - 3 2

log 9 ( 1 27 ) = log 9 ( 3 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -3 = 9 - 3 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -3 = 9 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 -3 = 9 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 27 ) = log 9 ( 3 -3 ) = log 9 ( 9 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 9 - 3 2 = 1 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 15 (197) liegt.

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Wir suchen 15er-Potenzen in der Näher von 197, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 197 ist.

Dabei kommt man auf 15 = 151 < 197 und auf 15 2 = 152 > 197.

Und da wir bei log 15 (197) ja das ☐ von 15 = 197 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
151 = 15 < 197 < 15 2 = 152

Es gilt somit: 1 < log 15 (197) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) +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( 0.00001x ) +5 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= -5 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 300 ) - lg( 3 ) .

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lg( 300 ) - lg( 3 )

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

= lg( 300 3 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 2 ) +4 lg( 1 x ) -2 lg( 1 x )
= lg( x 2 ) +4 lg( x -1 ) -2 lg( x -1 )
= 2 lg( x ) -4 lg( x ) +2 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 1000 x 2 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 1 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 1000 x 2 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 1 20 x 3 )

= lg( 1 1000 x 2 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 1 20 x -3 )

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

= lg( 1 1000 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 1000 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( x 2 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 1000 ) +2 lg( x ) - lg( 1 50 ) -2 lg( x ) - lg( 1 20 ) +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( 1000 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 1000 · 50 · 20 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )