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 16 ( 16 ) .

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

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

Wenn wir jetzt die 16 als 16 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 16 = 16 1 2

log 16 ( 16 ) = 1 2 , eben weil 16 1 2 = 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 - 1 2

log 3 ( 1 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 ( 1 3 ) = log 3 ( 3 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 3 - 1 2 = 1 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (8477500) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 8477500, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 8477500 ist.

Dabei kommt man auf 10 6 = 106 < 8477500 und auf 10 7 = 107 > 8477500.

Und da wir bei log 10 (8477500) ja das ☐ von 10 = 8477500 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
106 = 10 6 < 8477500 < 10 7 = 107

Es gilt somit: 6 < log 10 (8477500) < 7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 3 ( 81x ) - log 3 ( 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):
log 3 ( 81x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 81 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 3 4 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 4 + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) + lg( 50 ) .

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lg( 20 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20 · 50 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( 1 x 2 ) -2 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 2 ) -2 lg( x 3 )
= 2 lg( x -2 ) -2 lg( x 3 )
= -4 lg( x ) -6 lg( x )
= -10 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x ) + lg( 1 1250 x 2 ) - lg( 1 25 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x ) + lg( 1 1250 x 2 ) - lg( 1 25 x 4 )

= lg( 50 x -1 ) + lg( 1 1250 x 2 ) - 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 1250 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 1250 ) + lg( x 2 ) - 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 1250 ) +2 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( 1250 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) +4 lg( x )

= 5 lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )