Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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

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

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 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 4 ( 64 ) .

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Zuerst schreiben wir 64 um: 64 = 64 1 2

Man kann erkennen, dass 64 eine Potenz ist: 64 = 4 3

Also schreiben wir 64 = 64 1 2 = ( 4 3 ) 1 2 = 4 3 2

log 4 ( 64 ) = log 4 ( 4 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 64 ) = log 4 ( 4 3 2 ) = 3 2 , eben weil 4 3 2 = 64 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (6) .

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 6, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 6 ist.

Dabei kommt man auf 2 2 = 22 < 6 und auf 2 3 = 23 > 6.

Und da wir bei log 2 (6) ja das ☐ von 2 = 6 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
22 = 2 2 < 6 < 2 3 = 23

Es gilt somit: 2 < log 2 (6) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000 x ) -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( 100000000 x ) -3 lg( x )
= lg( 100000000 ) - lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 8 ) - lg( x ) -3 lg( x )
= 8 - lg( x ) -3 lg( x )
= -4 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 1280 ) - log 2 ( 20 ) .

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log 2 ( 1280 ) - log 2 ( 20 )

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

= log 2 ( 1280 20 )

= log 2 ( 64 )

= log 2 ( 2 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 5 x 3 ) + lg( 2 x 6 ) - lg( 10 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 5 x 3 ) + lg( 2 x 6 ) - lg( 10 x 2 )

= - lg( 1 5 x -3 ) + lg( 2 x -6 ) - lg( 10 x 2 )

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

= -( lg( 1 5 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x 6 ) ) - ( lg( 10 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 1 5 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 2 ) + lg( 1 x 6 ) - lg( 10 ) - lg( x 2 )

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

= - lg( 1 5 ) +3 lg( x ) + lg( 2 ) -6 lg( x ) - lg( 10 ) -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( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 2 ) -6 lg( x ) - lg( 10 ) -2 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 )

= -5 lg( x )