Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 9 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 3 um: 3 = 3 1 2

log 3 ( 3 ) = log 3 ( 3 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 1 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 3 ) = log 3 ( 3 1 2 ) = 1 2 , eben weil 3 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (79) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 79, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 79 ist.

Dabei kommt man auf 5 2 = 52 < 79 und auf 5 3 = 53 > 79.

Und da wir bei log 5 (79) ja das ☐ von 5 = 79 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
52 = 5 2 < 79 < 5 3 = 53

Es gilt somit: 2 < log 5 (79) < 3

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: lg( 0,3 ) - lg( 3 ) .

Lösung einblenden

lg( 0,3 ) - lg( 3 )

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

= lg( 0.3 3 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x 3 ) +2 lg( x ) + lg( x 4 )
= 4 lg( x -3 ) +2 lg( x 1 2 ) + lg( x 4 )
= -12 lg( x ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -7 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 2 ) + lg( 1 125 x 4 ) + lg( 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 2 ) + lg( 1 125 x 4 ) + lg( 5 x 2 )

= - lg( 1 25 x -2 ) + lg( 1 125 x 4 ) + lg( 5 x -2 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 1 125 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 1 125 ) + lg( x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 1 25 ) +2 lg( x ) + lg( 1 125 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -2 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 125 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -2 lg( x )

= 4 lg( x ) - lg( 125 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )