Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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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 10 ( 1 10.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 10.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 10.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 10.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 10.000.000

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

log 10 ( 1 10.000.000 ) = -7, eben weil 10-7 = 1 10.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 5 um: 5 = 5 1 2

log 5 ( 5 ) = log 5 ( 5 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 1 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 5 ) = log 5 ( 5 1 2 ) = 1 2 , eben weil 5 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (14) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 14, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 14 ist.

Dabei kommt man auf 5 = 51 < 14 und auf 5 2 = 52 > 14.

Und da wir bei log 5 (14) ja das ☐ von 5 = 14 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
51 = 5 < 14 < 5 2 = 52

Es gilt somit: 1 < log 5 (14) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -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( 0.00001x ) -3 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= -5 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 5120 ) - log 2 ( 20 ) .

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log 2 ( 5120 ) - log 2 ( 20 )

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

= log 2 ( 5120 20 )

= log 2 ( 256 )

= log 2 ( 2 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 3 ) + lg( x 2 )
= -6 lg( x ) +2 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 8 x 2 ) - lg( 1 4 x ) - lg( 1 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 8 x 2 ) - lg( 1 4 x ) - lg( 1 2 )

= - lg( 8 x -2 ) - lg( 1 4 x ) - lg( 1 2 )

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

= -( lg( 8 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 8 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 1 4 ) - lg( x ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 )

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

= - lg( 8 ) +2 lg( x ) - lg( 1 4 ) - lg( x ) - lg( 1 2 ) +0

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

= - lg( 8 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +0

= lg( x ) - lg( 8 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( x ) + lg( 1 8 · 4 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )