Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 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 100 ( 1 10000000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 10000000 um: 1 10000000 = 10000000 -1

Man kann erkennen, dass 10000000 eine Potenz ist: 10000000 = 10 7

Also schreiben wir 1 10000000 = 10000000 -1 = ( 10 7 ) -1 = 10 -7

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 -7 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -7 = ( 100 1 2 ) -7 = 100 - 7 2

log 100 ( 1 10000000 ) = log 100 ( 10 -7 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -7 = 100 - 7 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -7 = 100 - 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 -7 = 100 - 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 10000000 ) = log 100 ( 10 -7 ) = log 100 ( 100 - 7 2 ) = - 7 2 , eben weil 100 - 7 2 = 1 10000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (75) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 75, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 75 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 75 und auf 3 4 = 34 > 75.

Und da wir bei log 3 (75) ja das ☐ von 3 = 75 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 75 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (75) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1 x ) -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( 0,1 x ) -3 lg( x )
= lg( 0,1 ) - lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 -1 ) - lg( x ) -3 lg( x )
= -1 - lg( x ) -3 lg( x )
= -4 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,004 ) - lg( 4 ) .

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lg( 0,004 ) - lg( 4 )

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

= lg( 0.004 4 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 6 ) + lg( 1 80 x 2 ) - lg( 1 2 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 6 ) + lg( 1 80 x 2 ) - lg( 1 2 x 4 )

= lg( 4 x -6 ) + lg( 1 80 x 2 ) - lg( 1 2 x -4 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 x 6 ) + ( lg( 1 80 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 1 80 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 4 ) -6 lg( x ) + lg( 1 80 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) +4 lg( x )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log( a b ) = log(a)- log(b) noch die Brüche im Logarithmus umformen:

= lg( 4 ) -6 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 80 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +4 lg( x )

= - lg( 80 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 80 · 4 · 2 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1