Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 16 gilt.

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

log 4 (16) = 2, eben weil 42 = 16 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 19 ( 19 ) .

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Zuerst schreiben wir 19 um: 19 = 19 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (52) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 52, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 52 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 52 und auf 3 4 = 34 > 52.

Und da wir bei log 3 (52) ja das ☐ von 3 = 52 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 52 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (52) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001x ) + 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 ) + lg( x )
= lg( 0,001 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 -3 ) + lg( x ) + lg( x )
= -3 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 108 ) - log 3 ( 4 ) .

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log 3 ( 108 ) - log 3 ( 4 )

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

= log 3 ( 108 4 )

= log 3 ( 27 )

= log 3 ( 3 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 2 ) + lg( 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( x )
= lg( x 2 ) + lg( x 1 2 )
= 2 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 6 ) + lg( 5x ) + lg( 1 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 6 ) + lg( 5x ) + lg( 1 20 x 3 )

= lg( 4 x -6 ) + lg( 5x ) + lg( 1 20 x 3 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 x 6 ) + ( lg( 5 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 20 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 20 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 4 ) -6 lg( x ) + lg( 5 ) + 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( 4 ) -6 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 20 ) +3 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 20 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 )

= -2 lg( x )