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 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 81 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 10 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 10 um: 1 10 = 10 -1

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 -1 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

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

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

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 -1 = 100 - 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (77) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 77, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 77 ist.

Dabei kommt man auf 2 6 = 26 < 77 und auf 2 7 = 27 > 77.

Und da wir bei log 2 (77) ja das ☐ von 2 = 77 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
26 = 2 6 < 77 < 2 7 = 27

Es gilt somit: 6 < log 2 (77) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100 x ) +2 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( 100 x ) +2 lg( x )
= lg( 100 ) - lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 2 ) - lg( x ) +2 lg( x )
= 2 - lg( x ) +2 lg( x )
= lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 17 ( 5780 ) - log 17 ( 20 ) .

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log 17 ( 5780 ) - log 17 ( 20 )

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

= log 17 ( 5780 20 )

= log 17 ( 289 )

= log 17 ( 17 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 9 ) - lg( 1 2 x 4 ) - lg( 50 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 9 ) - lg( 1 2 x 4 ) - lg( 50 x 3 )

= lg( 25 x -9 ) - lg( 1 2 x -4 ) - lg( 50 x -3 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 x 9 ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 50 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 x 9 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 4 ) - lg( 50 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 25 ) -9 lg( x ) - lg( 1 2 ) +4 lg( x ) - lg( 50 ) +3 lg( x )

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

= lg( 25 ) -9 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +4 lg( x ) - lg( 50 ) +3 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 2 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -2 lg( x )