Aufgabenbeispiele von Logarithmus

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

Lösung einblenden

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 4 ( 1 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 4 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 4

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 361 ( 1 19 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 19 um: 1 19 = 19 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 19 sondern zur Basis 361 suchen und 361 gerade 19² ist (also 19 = 361 = 361 1 2 ), formen wir 19 -1 noch so um, dass sie 361 als Basis hat:

19 -1 = ( 361 1 2 ) -1 = 361 - 1 2

log 361 ( 1 19 ) = log 361 ( 19 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 -1 = 361 - 1 2 zur Basis 361 suchen, also die Hochzahl mit der man 361 potenzieren muss, um auf 19 -1 = 361 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 361 = 19 -1 = 361 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 361 ( 1 19 ) = log 361 ( 19 -1 ) = log 361 ( 361 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 361 - 1 2 = 1 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 ( 1 44 ) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 44 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 44 ist.

Dabei kommt man auf 1 81 = 1 3 4 = 3-4 < 1 44 und auf 1 27 = 1 3 3 = 3-3 > 1 44 .

Und da wir bei log 3 ( 1 44 ) ja das ☐ von 3 = 1 44 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -4 und -3 liegen, wegen:
3-4 = 1 3 4 = 1 81 < 1 44 < 1 27 = 1 3 3 = 3-3

Es gilt somit: -4 < log 3 ( 1 44 ) < -3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,0001x ) +4 lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 0,0001x ) +4 lg( x )
= lg( 0,0001 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -4 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -4 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) - lg( 20 ) .

Lösung einblenden

lg( 200 ) - lg( 20 )

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

= lg( 200 20 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 2 ) -2 lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 2 ) -2 lg( x 3 )
= -4 lg( x ) -6 lg( x )
= -10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 80 x 3 ) + lg( 20 x 5 ) + lg( 4 x 2 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 1 80 x 3 ) + lg( 20 x 5 ) + lg( 4 x 2 )

= lg( 1 80 x 3 ) + lg( 20 x -5 ) + lg( 4 x -2 )

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

= lg( 1 80 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 5 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 1 80 ) + lg( x 3 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 5 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 2 )

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

= lg( 1 80 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) -2 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( 80 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) -2 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 80 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )