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 4 ( 4 5 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 4 5 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 4 5 als 4 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 4 = 4 1 5

log 4 ( 4 5 ) = 1 5 , eben weil 4 1 5 = 4 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 ( 1 44 ) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 1 44 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 44 ist.

Dabei kommt man auf 1 64 = 1 4 3 = 4-3 < 1 44 und auf 1 16 = 1 4 2 = 4-2 > 1 44 .

Und da wir bei log 4 ( 1 44 ) ja das ☐ von 4 = 1 44 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
4-3 = 1 4 3 = 1 64 < 1 44 < 1 16 = 1 4 2 = 4-2

Es gilt somit: -3 < log 4 ( 1 44 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01 x ) + 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( 0,01 x ) + lg( x )
= lg( 0,01 ) - lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 -2 ) - lg( x ) + lg( x )
= -2 - lg( x ) + lg( x )
= -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 25000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 25000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25000 · 4 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 4 ) + lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( x 4 ) + lg( 1 x 2 )
= 4 lg( x 4 ) + lg( x -2 )
= 16 lg( x ) -2 lg( x )
= 14 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 11 ) + lg( 20 x 2 ) - lg( 1000 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 11 ) + lg( 20 x 2 ) - lg( 1000 x 4 )

= lg( 50 x -11 ) + lg( 20 x 2 ) - lg( 1000 x -4 )

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

= lg( 50 ) + lg( 1 x 11 ) + ( lg( 20 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1000 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x 11 ) + lg( 20 ) + lg( x 2 ) - lg( 1000 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 50 ) -11 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1000 ) +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 ) -11 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x ) - lg( 1000 ) +4 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 1000 · 50 · 20 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 )

= -5 lg( x )