Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 (361) .

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Wir suchen den Logarithmus von 361 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 361 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19☐ = 361 gilt.

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

log 19 (361) = 2, eben weil 192 = 361 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 1 4 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4☐ = 1 4

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 128 ) .

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Man kann erkennen, dass 128 eine Potenz ist: 128 = 2 7

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 7 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 7 = ( 4 1 2 ) 7 = 4 7 2

log 4 ( 128 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 7 = 4 7 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 7 = 4 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4☐ = 2 7 = 4 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 128 ) = log 4 ( 4 7 2 ) = 7 2 , eben weil 4 7 2 = 128 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (175) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 175, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 175 ist.

Dabei kommt man auf 10 2 = 102 < 175 und auf 10 3 = 103 > 175.

Und da wir bei log 10 (175) ja das ☐ von 10☐ = 175 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
102 = 10 2 < 175 < 10 3 = 103

Es gilt somit: 2 < log 10 (175) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 4050 ) - log 3 ( 50 ) .

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log 3 ( 4050 ) - log 3 ( 50 )

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

= log 3 ( 4050 50 )

= log 3 ( 81 )

= log 3 ( 3 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( 1 x 2 ) + lg( x 4 )
= lg( x 1 2 ) + lg( x -2 ) + lg( x 4 )
= 1 2 lg( x ) -2 lg( x ) +4 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) + lg( 20 x 3 ) + lg( 1 8 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 3 ) + lg( 20 x 3 ) + lg( 1 8 )

= lg( 4 x 3 ) + lg( 20 x -3 ) + lg( 1 8 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 1 8 ) + lg( 1 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 8 ) + lg( 1 )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) -3 lg( x ) + lg( 1 8 ) +0

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( 20 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 8 ) +0

= lg( 20 ) - lg( 8 ) + lg( 4 )

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

= lg( 20 8 · 4 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1