Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (8) .

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Wir suchen den Logarithmus von 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 8 gilt.

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

log 2 (8) = 3, eben weil 23 = 8 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 3 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 3 als 10 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 3

log 10 ( 10 3 ) = 1 3 , eben weil 10 1 3 = 10 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 8 ) .

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Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 3 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 3 = ( 4 1 2 ) 3 = 4 3 2

log 4 ( 8 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 3 = 4 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 3 = 4 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 8 ) = log 4 ( 4 3 2 ) = 3 2 , eben weil 4 3 2 = 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (7) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 7, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7 ist.

Dabei kommt man auf 5 = 51 < 7 und auf 5 2 = 52 > 7.

Und da wir bei log 5 (7) ja das ☐ von 5 = 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
51 = 5 < 7 < 5 2 = 52

Es gilt somit: 1 < log 5 (7) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) -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( 100000000x ) -3 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 8 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 14 ( 3920 ) - log 14 ( 20 ) .

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log 14 ( 3920 ) - log 14 ( 20 )

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

= log 14 ( 3920 20 )

= log 14 ( 196 )

= log 14 ( 14 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x ) + lg( 1 1250000 x 3 ) - lg( 1 25 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x ) + lg( 1 1250000 x 3 ) - lg( 1 25 x 4 )

= lg( 50 x -1 ) + lg( 1 1.250.000 x -3 ) - lg( 1 25 x -4 )

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

= lg( 50 ) + lg( 1 x ) + ( lg( 1 1.250.000 ) + lg( 1 x 3 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 1.250.000 ) + lg( 1 x 3 ) - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 1 1.250.000 ) -3 lg( x ) - lg( 1 25 ) +4 lg( x )

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

= lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 1250000 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) +4 lg( x )

= - lg( 1250000 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= lg( 1 1.250.000 · 50 · 25 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3