Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (9) .

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Wir suchen den Logarithmus von 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 9 gilt.

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

log 3 (9) = 2, eben weil 32 = 9 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 4 3 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 4 3 als 4 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 4 = 4 1 3

log 4 ( 4 3 ) = 1 3 , eben weil 4 1 3 = 4 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 324 ( 18 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 18 sondern zur Basis 324 suchen und 324 gerade 18² ist (also 18 = 324 = 324 1 2 ), formen wir 18 noch so um, dass sie 324 als Basis hat:

18 = 324 1 2

log 324 ( 18 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 18 = 324 1 2 zur Basis 324 suchen, also die Hochzahl mit der man 324 potenzieren muss, um auf 18 = 324 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 324 = 18 = 324 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 324 ( 18 ) = log 324 ( 324 1 2 ) = 1 2 , eben weil 324 1 2 = 18 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 162 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 162 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 162 ist.

Dabei kommt man auf 1 256 = 1 2 8 = 2-8 < 1 162 und auf 1 128 = 1 2 7 = 2-7 > 1 162 .

Und da wir bei log 2 ( 1 162 ) ja das ☐ von 2 = 1 162 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -8 und -7 liegen, wegen:
2-8 = 1 2 8 = 1 256 < 1 162 < 1 128 = 1 2 7 = 2-7

Es gilt somit: -8 < log 2 ( 1 162 ) < -7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) -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( 0,1x ) -4 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= -1 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2500 ) + lg( 4 ) .

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lg( 2500 ) + lg( 4 )

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

= lg( 2500 · 4 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 250000 x 3 ) + lg( 5 x 2 ) - lg( 1 50 x ) soweit wie möglich.

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- lg( 250000 x 3 ) + lg( 5 x 2 ) - lg( 1 50 x )

= - lg( 250000 x -3 ) + lg( 5 x -2 ) - lg( 1 50 x )

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

= -( lg( 250000 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x ) )

= - lg( 250000 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( x )

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

= - lg( 250000 ) +3 lg( x ) + lg( 5 ) -2 lg( x ) - lg( 1 50 ) - lg( x )

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

= - lg( 250000 ) +3 lg( x ) + lg( 5 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) - lg( x )

= - lg( 250000 ) + lg( 50 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 250.000 · 50 · 5 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3