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 4 ( 4 4 ) .

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

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

Wenn wir jetzt die 4 4 als 4 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 4 = 4 1 4

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 289 ( 17 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 17 sondern zur Basis 289 suchen und 289 gerade 17² ist (also 17 = 289 = 289 1 2 ), formen wir 17 noch so um, dass sie 289 als Basis hat:

17 = 289 1 2

log 289 ( 17 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 17 = 289 1 2 zur Basis 289 suchen, also die Hochzahl mit der man 289 potenzieren muss, um auf 17 = 289 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 289 = 17 = 289 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 289 ( 17 ) = log 289 ( 289 1 2 ) = 1 2 , eben weil 289 1 2 = 17 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (3) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 3, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 3 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 40 < 3 und auf 4 = 41 > 3.

Und da wir bei log 4 (3) ja das ☐ von 4 = 3 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
40 = 1 < 3 < 4 = 41

Es gilt somit: 0 < log 4 (3) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) +5 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 ) +5 lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 9 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,5 ) - lg( 5 ) .

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lg( 0,5 ) - lg( 5 )

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

= lg( 0.5 5 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 2 ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x 6 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 2 ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x 6 )

= - lg( 1 2 ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 1 10 x -6 )

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

= -( lg( 1 2 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 1 10 ) + lg( 1 x 6 ) )

= - lg( 1 2 ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 10 ) + lg( 1 x 6 )

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

= - lg( 1 2 ) +0 + lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 1 10 ) -6 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 2 ) +0 + lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 10 ) -6 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )