Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 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:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (24) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 24, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 24 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 24 und auf 3 3 = 33 > 24.

Und da wir bei log 3 (24) ja das ☐ von 3 = 24 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 24 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (24) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) +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( 1000000000x ) +4 lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 9 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 250000000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250000000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250000000 · 4 )

= lg( 1000000000 )

= lg( 10 9 )

= 9

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) + lg( x 3 )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x 3 )
= - 1 2 lg( x ) +3 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 200 x 2 ) - lg( 1 4 x 2 ) - lg( 1 50 x 5 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 200 x 2 ) - lg( 1 4 x 2 ) - lg( 1 50 x 5 )

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

= lg( 1 200 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 5 ) )

= lg( 1 200 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 4 ) - lg( x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( x 5 )

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

= lg( 1 200 ) +2 lg( x ) - lg( 1 4 ) -2 lg( x ) - lg( 1 50 ) -5 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( 200 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -5 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

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

= -5 lg( x )