Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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Wir suchen den Logarithmus von 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 25 gilt.

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 256 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 256 zur Basis 16, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 1 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16☐ = 1 256 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 16-Potenz zu schreiben versuchen, also 16☐ = 1 256

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

log 16 ( 1 256 ) = -2, eben weil 16-2 = 1 256 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 121 ( 1 11 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 11 um: 1 11 = 11 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 11 sondern zur Basis 121 suchen und 121 gerade 11² ist (also 11 = 121 = 121 1 2 ), formen wir 11 -1 noch so um, dass sie 121 als Basis hat:

11 -1 = ( 121 1 2 ) -1 = 121 - 1 2

log 121 ( 1 11 ) = log 121 ( 11 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 11 -1 = 121 - 1 2 zur Basis 121 suchen, also die Hochzahl mit der man 121 potenzieren muss, um auf 11 -1 = 121 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 121☐ = 11 -1 = 121 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 121 ( 1 11 ) = log 121 ( 11 -1 ) = log 121 ( 121 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 121 - 1 2 = 1 11 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (51) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 51, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 51 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 51 und auf 3 4 = 34 > 51.

Und da wir bei log 3 (51) ja das ☐ von 3☐ = 51 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 51 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (51) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) -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( 1000000x ) -3 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 6 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 36 ) - log 3 ( 4 ) .

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log 3 ( 36 ) - log 3 ( 4 )

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

= log 3 ( 36 4 )

= log 3 ( 9 )

= log 3 ( 3 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 2 ) +2 lg( 1 x )
= lg( x 2 ) +2 lg( x -1 )
= 2 lg( x ) -2 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 5 x 6 ) + lg( 1 125 x 2 ) - lg( 1 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 5 x 6 ) + lg( 1 125 x 2 ) - lg( 1 25 x 3 )

= - lg( 1 5 x -6 ) + lg( 1 125 x 2 ) - lg( 1 25 x 3 )

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

= -( lg( 1 5 ) + lg( 1 x 6 ) ) + ( lg( 1 125 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 1 5 ) - lg( 1 x 6 ) + lg( 1 125 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 25 ) - lg( x 3 )

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

= - lg( 1 5 ) +6 lg( x ) + lg( 1 125 ) +2 lg( x ) - lg( 1 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( 5 ) +6 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 125 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) -3 lg( x )

= 5 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:

= 5 lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )