Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 gilt.

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 8 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 8 um: 1 8 = 8 - 1 2

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

Also schreiben wir 1 8 = 8 - 1 2 = ( 2 3 ) - 1 2 = 2 - 3 2

log 2 ( 1 8 ) = log 2 ( 2 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 - 3 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 - 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 1 8 ) = log 2 ( 2 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 2 - 3 2 = 1 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (10) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 10, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 10 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 10 und auf 3 3 = 33 > 10.

Und da wir bei log 3 (10) ja das ☐ von 3 = 10 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 10 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (10) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) + 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( 1000000000x ) + lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) + lg( x )
= 9 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 250000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250000 · 4 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x ) +4 lg( 1 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 ) +4 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x )
= lg( x 1 2 ) +4 lg( x -2 ) + lg( x - 1 2 )
= 1 2 lg( x ) -8 lg( x ) - 1 2 lg( x )
= -8 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 5 ) - lg( 1 2 x 4 ) + lg( 1 100 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 5 ) - lg( 1 2 x 4 ) + lg( 1 100 x 2 )

= lg( 50 x -5 ) - lg( 1 2 x -4 ) + lg( 1 100 x 2 )

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

= lg( 50 ) + lg( 1 x 5 ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x 5 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 1 100 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 50 ) -5 lg( x ) - lg( 1 2 ) +4 lg( x ) + lg( 1 100 ) +2 lg( x )

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

= lg( 50 ) -5 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +4 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +2 lg( x )

= lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )