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 2 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 16 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 16

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

log 2 ( 1 16 ) = -4, eben weil 2-4 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 ( 1 19 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 19 um: 1 19 = 19 - 1 2

log 19 ( 1 19 ) = log 19 ( 19 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 - 1 2 zur Basis 19 suchen, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 19 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 19 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 19 ( 1 19 ) = log 19 ( 19 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 19 - 1 2 = 1 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 12 (79) liegt.

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Wir suchen 12er-Potenzen in der Näher von 79, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 79 ist.

Dabei kommt man auf 12 = 121 < 79 und auf 12 2 = 122 > 79.

Und da wir bei log 12 (79) ja das ☐ von 12 = 79 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
121 = 12 < 79 < 12 2 = 122

Es gilt somit: 1 < log 12 (79) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000 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( 10000000000 x ) - lg( x )
= lg( 10000000000 ) - lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 10 ) - lg( x ) - lg( x )
= 10 - lg( x ) - lg( x )
= -2 lg( x ) +10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 324 ) - log 3 ( 4 ) .

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log 3 ( 324 ) - log 3 ( 4 )

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

= log 3 ( 324 4 )

= log 3 ( 81 )

= log 3 ( 3 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 3 ) -2 lg( x 3 ) + lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( x 3 ) -2 lg( x 3 ) + lg( 1 x )
= 4 lg( x 3 ) -2 lg( x 3 ) + lg( x - 1 2 )
= 12 lg( x ) -6 lg( x ) - 1 2 lg( x )
= 11 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) + lg( 1 100 x 4 ) - lg( 1 25 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 3 ) + lg( 1 100 x 4 ) - lg( 1 25 x 2 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 100 ) + lg( x 4 ) - lg( 1 25 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 1 100 ) +4 lg( x ) - lg( 1 25 ) -2 lg( x )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) -2 lg( x )

= 5 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )