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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 5 ( 5 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 5 4 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 5 4 als 5 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 4

log 5 ( 5 4 ) = 1 4 , eben weil 5 1 4 = 5 4 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 ( 1 9.666.025 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 9.666.025 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 9.666.025 ist.

Dabei kommt man auf 1 10000000 = 1 10 7 = 10-7 < 1 9.666.025 und auf 1 1000000 = 1 10 6 = 10-6 > 1 9.666.025 .

Und da wir bei log 10 ( 1 9.666.025 ) ja das ☐ von 10 = 1 9.666.025 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -7 und -6 liegen, wegen:
10-7 = 1 10 7 = 1 10000000 < 1 9.666.025 < 1 1000000 = 1 10 6 = 10-6

Es gilt somit: -7 < log 10 ( 1 9.666.025 ) < -6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000 x ) +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( 10000000000 x ) +5 lg( x )
= lg( 10000000000 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 10 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= 10 - lg( x ) +5 lg( x )
= 4 lg( x ) +10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) + lg( 2 ) .

Lösung einblenden

lg( 5000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5000 · 2 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 500 x 2 ) - lg( 1 25 x 3 ) - lg( 1 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 500 x 2 ) - lg( 1 25 x 3 ) - lg( 1 20 x 2 )

= lg( 1 500 x -2 ) - lg( 1 25 x -3 ) - lg( 1 20 x 2 )

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

= lg( 1 500 ) + lg( 1 x 2 ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 3 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 1 500 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 3 ) - lg( 1 20 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 1 500 ) -2 lg( x ) - lg( 1 25 ) +3 lg( x ) - lg( 1 20 ) -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( 500 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) -2 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 500 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 500 · 25 · 20 )

= - lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )