Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 64 gilt.

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

log 4 (64) = 3, eben weil 43 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 81 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 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (113) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 113, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 113 ist.

Dabei kommt man auf 5 2 = 52 < 113 und auf 5 3 = 53 > 113.

Und da wir bei log 5 (113) ja das ☐ von 5 = 113 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
52 = 5 2 < 113 < 5 3 = 53

Es gilt somit: 2 < log 5 (113) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) -5 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( 10000000x ) -5 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 7 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 16 ( 1024 ) - log 16 ( 4 ) .

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log 16 ( 1024 ) - log 16 ( 4 )

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

= log 16 ( 1024 4 )

= log 16 ( 256 )

= log 16 ( 16 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x ) + lg( 1 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):
-2 lg( x ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x )
= -2 lg( x 1 2 ) + lg( x -3 ) + lg( x -1 )
= - lg( x ) -3 lg( x ) - lg( x )
= -5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) + lg( 1 100000 x 2 ) - lg( 1 25 x ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 3 ) + lg( 1 100000 x 2 ) - lg( 1 25 x )

= lg( 4 x 3 ) + lg( 1 100.000 x -2 ) - lg( 1 25 x )

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

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 1 100.000 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( x ) )

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 100.000 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 1 25 ) - lg( x )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 1 100.000 ) -2 lg( x ) - lg( 1 25 ) - 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( 100000 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) - lg( x )

= - lg( 100000 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 100.000 · 25 · 4 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3