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 144 ( 12 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 12 sondern zur Basis 144 suchen und 144 gerade 12² ist (also 12 = 144 = 144 1 2 ), formen wir 12 noch so um, dass sie 144 als Basis hat:

12 = 144 1 2

log 144 ( 12 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 12 = 144 1 2 zur Basis 144 suchen, also die Hochzahl mit der man 144 potenzieren muss, um auf 12 = 144 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 144 = 12 = 144 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 144 ( 12 ) = log 144 ( 144 1 2 ) = 1 2 , eben weil 144 1 2 = 12 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (18) .

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 18, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 18 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 18 und auf 3 3 = 33 > 18.

Und da wir bei log 3 (18) ja das ☐ von 3 = 18 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 18 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (18) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,0001 x ) +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( 0,0001 x ) +4 lg( x )
= lg( 0,0001 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -4 ) - lg( x ) +4 lg( x )
= -4 - lg( x ) +4 lg( x )
= 3 lg( x ) -4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 5 ( 20 ) - log 5 ( 20 ) .

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log 5 ( 20 ) - log 5 ( 20 )

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

= log 5 ( 20 20 )

= log 5 ( 1 )

= 0

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 4 ) +2 lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x 3 )
= -2 lg( x 4 ) +2 lg( x -3 ) + lg( x -3 )
= -8 lg( x ) -6 lg( x ) -3 lg( x )
= -17 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1250 x 2 ) + lg( 50 x 7 ) - lg( 1 25 x ) soweit wie möglich.

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- lg( 1250 x 2 ) + lg( 50 x 7 ) - lg( 1 25 x )

= - lg( 1250 x -2 ) + lg( 50 x -7 ) - lg( 1 25 x -1 )

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

= -( lg( 1250 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x 7 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x ) )

= - lg( 1250 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 50 ) + lg( 1 x 7 ) - lg( 1 25 ) - lg( 1 x )

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

= - lg( 1250 ) +2 lg( x ) + lg( 50 ) -7 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( 1250 ) +2 lg( x ) + lg( 50 ) -7 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) + lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )