Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 14 (196) .

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Wir suchen den Logarithmus von 196 zur Basis 14, also die Hochzahl mit der man 14 potenzieren muss, um auf 196 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 14 = 196 gilt.

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

log 14 (196) = 2, eben weil 142 = 196 gilt .

log berechnen

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.

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

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 (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 100000 ) .

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Man kann erkennen, dass 100000 eine Potenz ist: 100000 = 10 5

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 5 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 5 = ( 100 1 2 ) 5 = 100 5 2

log 100 ( 100000 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 5 = 100 5 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 5 = 100 5 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 5 = 100 5 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 100000 ) = log 100 ( 100 5 2 ) = 5 2 , eben weil 100 5 2 = 100000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 12 ( 1 25 ) liegt.

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Wir suchen 12er-Potenzen in der Näher von 1 25 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 25 ist.

Dabei kommt man auf 1 144 = 1 12 2 = 12-2 < 1 25 und auf 1 12 = 1 12 = 12-1 > 1 25 .

Und da wir bei log 12 ( 1 25 ) ja das ☐ von 12 = 1 25 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
12-2 = 1 12 2 = 1 144 < 1 25 < 1 12 = 1 12 = 12-1

Es gilt somit: -2 < log 12 ( 1 25 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 2 ( 32 x ) + log 2 ( 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):
log 2 ( 32 x ) + log 2 ( x )
= log 2 ( 32 ) - log 2 ( x ) + log 2 ( x )
= log 2 ( 2 5 ) - log 2 ( x ) + log 2 ( x )
= 5 - log 2 ( x ) + log 2 ( x )
= 5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.02 2 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 3 ) + lg( x 4 ) + 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 3 ) + lg( x 4 ) + lg( 1 x )
= lg( x 3 ) + lg( x 4 ) + lg( x -1 )
= 3 lg( x ) +4 lg( x ) - lg( x )
= 6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x 2 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 10 x ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x 2 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 10 x )

= lg( 2 x -2 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 10 x -1 )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) + ( lg( 5 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 1 10 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 5 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 10 ) + lg( 1 x )

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

= lg( 2 ) -2 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 1 10 ) - lg( x )

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

= lg( 2 ) -2 lg( x ) + lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 10 ) - lg( x )

= - lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )