Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 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 17 ( 1 17 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 17 um: 1 17 = 17 - 1 2

log 17 ( 1 17 ) = log 17 ( 17 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 17 - 1 2 zur Basis 17 suchen, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 17 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17 = 17 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 17 ( 1 17 ) = log 17 ( 17 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 17 - 1 2 = 1 17 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 13 (58) liegt.

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Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 58, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 58 ist.

Dabei kommt man auf 13 = 131 < 58 und auf 13 2 = 132 > 58.

Und da wir bei log 13 (58) ja das ☐ von 13 = 58 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
131 = 13 < 58 < 13 2 = 132

Es gilt somit: 1 < log 13 (58) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000x ) -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( 1000x ) -4 lg( x )
= lg( 1000 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 3 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= 3 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2500000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 2500000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 2500000 · 4 )

= lg( 10000000 )

= lg( 10 7 )

= 7

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) 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 -1 )
= - lg( x )
= - lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 6 ) + lg( 25x ) + lg( 1 625 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 6 ) + lg( 25x ) + lg( 1 625 x 2 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( x 6 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 625 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( x 6 ) + lg( 25 ) + lg( x ) + lg( 1 625 ) + lg( x 2 )

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

= - lg( 1 25 ) -6 lg( x ) + lg( 25 ) + lg( x ) + lg( 1 625 ) +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( 25 ) -6 lg( x ) + lg( 25 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 625 ) +2 lg( x )

= -3 lg( x ) - lg( 625 ) + lg( 25 ) + lg( 25 )

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

= -3 lg( x ) + lg( 1 625 · 25 · 25 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )