Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 13 (169) .

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Wir suchen den Logarithmus von 169 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 169 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 169 gilt.

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

log 13 (169) = 2, eben weil 132 = 169 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 25 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 25 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 25

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

log 5 ( 1 25 ) = -2, eben weil 5-2 = 1 25 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 289 ( 17 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 17 sondern zur Basis 289 suchen und 289 gerade 17² ist (also 17 = 289 = 289 1 2 ), formen wir 17 noch so um, dass sie 289 als Basis hat:

17 = 289 1 2

log 289 ( 17 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 17 = 289 1 2 zur Basis 289 suchen, also die Hochzahl mit der man 289 potenzieren muss, um auf 17 = 289 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 289 = 17 = 289 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 289 ( 17 ) = log 289 ( 289 1 2 ) = 1 2 , eben weil 289 1 2 = 17 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 ( 1 2 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 2 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 2 ist.

Dabei kommt man auf 1 5 = 1 5 = 5-1 < 1 2 und auf 1 = 1 = 5-0 > 1 2 .

Und da wir bei log 5 ( 1 2 ) ja das ☐ von 5 = 1 2 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
5-1 = 1 5 = 1 5 < 1 2 < 1 = 1 = 5-0

Es gilt somit: -1 < log 5 ( 1 2 ) < -0

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +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( 100000000x ) +3 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 8 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 15 ( 450 ) - log 15 ( 2 ) .

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log 15 ( 450 ) - log 15 ( 2 )

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

= log 15 ( 450 2 )

= log 15 ( 225 )

= log 15 ( 15 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 3 )
= 3 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 20x ) + lg( 4 x 2 ) + lg( 50 x ) soweit wie möglich.

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- lg( 20x ) + lg( 4 x 2 ) + lg( 50 x )

= - lg( 20x ) + lg( 4 x 2 ) + lg( 50 x -1 )

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

= -( lg( 20 ) + lg( x ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x ) )

= - lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 4 ) + lg( x 2 ) + lg( 50 ) + lg( 1 x )

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

= - lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 50 ) - lg( x )

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

= - lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 50 ) - lg( x )

= lg( 50 ) - lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( 50 20 · 4 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1