Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

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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 11 ( 1 121 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 121 zur Basis 11, also die Hochzahl mit der man 11 potenzieren muss, um auf 1 121 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 11 = 1 121 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 11-Potenz zu schreiben versuchen, also 11 = 1 121

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

log 11 ( 1 121 ) = -2, eben weil 11-2 = 1 121 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 3 um: 3 = 3 1 2

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

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (6) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 6, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 6 ist.

Dabei kommt man auf 4 = 41 < 6 und auf 4 2 = 42 > 6.

Und da wir bei log 4 (6) ja das ☐ von 4 = 6 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
41 = 4 < 6 < 4 2 = 42

Es gilt somit: 1 < log 4 (6) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +4 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 ) +4 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 8 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20000000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 20000000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20000000 · 5 )

= lg( 100000000 )

= lg( 10 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( 1 x ) + lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( 1 x ) + lg( x 3 )
= 2 lg( x -1 ) + lg( x 3 )
= -2 lg( x ) +3 lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 3 ) + lg( 1 40 x 2 ) - lg( 1 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 3 ) + lg( 1 40 x 2 ) - lg( 1 2 x 2 )

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

= lg( 20 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 1 40 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 20 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 40 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 20 ) +3 lg( x ) + lg( 1 40 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) -2 lg( x )

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

= lg( 20 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 40 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) -2 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 40 · 20 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )