Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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

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

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 18 5 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 18 5 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 18 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 18 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 18 5 als 18 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 18 = 18 1 5

log 18 ( 18 5 ) = 1 5 , eben weil 18 1 5 = 18 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 8 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 8 um: 1 8 = 8 -1

Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

Also schreiben wir 1 8 = 8 -1 = ( 2 3 ) -1 = 2 -3

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 -3 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 -3 = ( 4 1 2 ) -3 = 4 - 3 2

log 4 ( 1 8 ) = log 4 ( 2 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 -3 = 4 - 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 -3 = 4 - 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 8 ) = log 4 ( 2 -3 ) = log 4 ( 4 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 4 - 3 2 = 1 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (580643160) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 580643160, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 580643160 ist.

Dabei kommt man auf 10 8 = 108 < 580643160 und auf 10 9 = 109 > 580643160.

Und da wir bei log 10 (580643160) ja das ☐ von 10 = 580643160 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 8 und 9 liegen, wegen:
108 = 10 8 < 580643160 < 10 9 = 109

Es gilt somit: 8 < log 10 (580643160) < 9

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000x ) -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( 1000x ) -3 lg( x )
= lg( 1000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 3 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 3 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40 · 25 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 125 ) - lg( 1 5 ) + lg( 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 125 ) - lg( 1 5 ) + lg( 25 x 3 )

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

= lg( 1 125 ) + lg( 1 ) - ( lg( 1 5 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 125 ) + lg( 1 ) - lg( 1 5 ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 1 125 ) +0 - lg( 1 5 ) +0 + lg( 25 ) +3 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( 125 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 5 ) +0 + lg( 25 ) +3 lg( x )

= 3 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:

= 3 lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )