Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 ) .

Lösung einblenden

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.

Wenn wir jetzt die 5 als 5 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 2

log 5 ( 5 ) = 1 2 , eben weil 5 1 2 = 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 27 um: 1 27 = 27 - 1 2

Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Also schreiben wir 1 27 = 27 - 1 2 = ( 3 3 ) - 1 2 = 3 - 3 2

log 3 ( 1 27 ) = log 3 ( 3 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 - 3 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 - 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 1 27 ) = log 3 ( 3 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 3 - 3 2 = 1 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 12 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 12 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 12 ist.

Dabei kommt man auf 1 16 = 1 2 4 = 2-4 < 1 12 und auf 1 8 = 1 2 3 = 2-3 > 1 12 .

Und da wir bei log 2 ( 1 12 ) ja das ☐ von 2 = 1 12 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -4 und -3 liegen, wegen:
2-4 = 1 2 4 = 1 16 < 1 12 < 1 8 = 1 2 3 = 2-3

Es gilt somit: -4 < log 2 ( 1 12 ) < -3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000x ) -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( 10000000000x ) -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( 20 ) + lg( 50 ) .

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lg( 20 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20 · 50 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) +2 lg( 1 x 3 )
= lg( x 1 2 ) +2 lg( x -3 )
= 1 2 lg( x ) -6 lg( x )
= - 11 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 8000 x 2 ) + lg( 4 ) + lg( 2 x 2 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

- lg( 8000 x 2 ) + lg( 4 ) + lg( 2 x 2 )

= - lg( 8000 x -2 ) + lg( 4 ) + lg( 2 x -2 )

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

= -( lg( 8000 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 8000 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 4 ) + lg( 1 ) + lg( 2 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 8000 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) +0 + lg( 2 ) -2 lg( x )

Jetzt kann man mit dem 1. Logarithmusgesetz log( a b ) = log(a)- log(b) noch die Brüche im Logarithmus umformen:

= - lg( 8000 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) +0 + lg( 2 ) -2 lg( x )

= - lg( 8000 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 8000 · 4 · 2 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3