Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 13 (169) .

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Wir suchen den Logarithmus von 169 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 169 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 169 gilt.

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

log 13 (169) = 2, eben weil 132 = 169 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 4 ) .

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

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

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 361 ( 1 19 ) .

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 19 sondern zur Basis 361 suchen und 361 gerade 19² ist (also 19 = 361 = 361 1 2 ), formen wir 19 -1 noch so um, dass sie 361 als Basis hat:

19 -1 = ( 361 1 2 ) -1 = 361 - 1 2

log 361 ( 1 19 ) = log 361 ( 19 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 -1 = 361 - 1 2 zur Basis 361 suchen, also die Hochzahl mit der man 361 potenzieren muss, um auf 19 -1 = 361 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 361 = 19 -1 = 361 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 361 ( 1 19 ) = log 361 ( 19 -1 ) = log 361 ( 361 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 361 - 1 2 = 1 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (39) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 39, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 39 ist.

Dabei kommt man auf 4 2 = 42 < 39 und auf 4 3 = 43 > 39.

Und da wir bei log 4 (39) ja das ☐ von 4 = 39 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
42 = 4 2 < 39 < 4 3 = 43

Es gilt somit: 2 < log 4 (39) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) -3 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( 100000x ) -3 lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 5 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 20 ) .

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lg( 500 ) + lg( 20 )

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

= lg( 500 · 20 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x -3 )
= - 1 2 lg( x ) -3 lg( x )
= - 7 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 4 ) + lg( 5 x 3 ) - lg( 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 4 ) + lg( 5 x 3 ) - lg( 20 x 2 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 5 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 20 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 4 ) + lg( 5 ) + lg( x 3 ) - lg( 20 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 4 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) +3 lg( x ) - lg( 20 ) -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 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) +3 lg( x ) - lg( 20 ) -2 lg( x )

= 5 lg( x ) - lg( 20 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )