Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (128) .

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Wir suchen den Logarithmus von 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 128 gilt.

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

log 2 (128) = 7, eben weil 27 = 128 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 12 ( 12 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 12 3 zur Basis 12, also die Hochzahl mit der man 12 potenzieren muss, um auf 12 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 12 = 12 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 12 3 als 12 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 12 = 12 1 3

log 12 ( 12 3 ) = 1 3 , eben weil 12 1 3 = 12 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 2 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 = 4 1 2

log 4 ( 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 = 4 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 = 4 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 = 4 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 2 ) = log 4 ( 4 1 2 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 2 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (3) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 3, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 3 ist.

Dabei kommt man auf 1 = 50 < 3 und auf 5 = 51 > 3.

Und da wir bei log 5 (3) ja das ☐ von 5 = 3 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 0 und 1 liegen, wegen:
50 = 1 < 3 < 5 = 51

Es gilt somit: 0 < log 5 (3) < 1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000 x ) +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( 100000 x ) +5 lg( x )
= lg( 100000 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 5 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= 5 - lg( x ) +5 lg( x )
= 4 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000 ) + lg( 20 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 50000 · 20 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) +2 lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) +2 lg( 1 x 2 )
= lg( x 4 ) +2 lg( x -2 )
= 4 lg( x ) -4 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 125 x 6 ) + lg( 25 ) + lg( 5 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 125 x 6 ) + lg( 25 ) + lg( 5 x 4 )

= lg( 1 125 x -6 ) + lg( 25 ) + lg( 5 x 4 )

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

= lg( 1 125 ) + lg( 1 x 6 ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 1 125 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 25 ) + lg( 1 ) + lg( 5 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 1 125 ) -6 lg( x ) + lg( 25 ) +0 + lg( 5 ) +4 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( 125 ) -6 lg( x ) + lg( 25 ) +0 + lg( 5 ) +4 lg( x )

= -2 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:

= -2 lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

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

= -2 lg( x )