Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 3 5 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 3 5 als 3 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 5

log 3 ( 3 5 ) = 1 5 , eben weil 3 1 5 = 3 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 196 ( 14 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 14 sondern zur Basis 196 suchen und 196 gerade 14² ist (also 14 = 196 = 196 1 2 ), formen wir 14 noch so um, dass sie 196 als Basis hat:

14 = 196 1 2

log 196 ( 14 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 14 = 196 1 2 zur Basis 196 suchen, also die Hochzahl mit der man 196 potenzieren muss, um auf 14 = 196 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 196 = 14 = 196 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 196 ( 14 ) = log 196 ( 196 1 2 ) = 1 2 , eben weil 196 1 2 = 14 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 14 ( 1 37 ) liegt.

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Wir suchen 14er-Potenzen in der Näher von 1 37 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 37 ist.

Dabei kommt man auf 1 196 = 1 14 2 = 14-2 < 1 37 und auf 1 14 = 1 14 = 14-1 > 1 37 .

Und da wir bei log 14 ( 1 37 ) ja das ☐ von 14 = 1 37 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
14-2 = 1 14 2 = 1 196 < 1 37 < 1 14 = 1 14 = 14-1

Es gilt somit: -2 < log 14 ( 1 37 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000 x ) +2 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 ) +2 lg( x )
= lg( 100000 ) - lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 5 ) - lg( x ) +2 lg( x )
= 5 - lg( x ) +2 lg( x )
= lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 5 ( 10 ) - log 5 ( 2 ) .

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log 5 ( 10 ) - log 5 ( 2 )

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

= log 5 ( 10 2 )

= log 5 ( 5 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( 1 x ) + lg( x 2 )
= lg( x 1 2 ) + lg( x -1 ) + lg( x 2 )
= 1 2 lg( x ) - lg( x ) +2 lg( x )
= 3 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 4 x 8 ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 100 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 4 x 8 ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 100 )

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

= -( lg( 1 4 ) + lg( x 8 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 1 100 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 1 4 ) - lg( x 8 ) + lg( 25 ) + lg( x 3 ) + lg( 1 100 ) + lg( 1 )

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

= - lg( 1 4 ) -8 lg( x ) + lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 1 100 ) +0

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

= - lg( 1 ) + lg( 4 ) -8 lg( x ) + lg( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +0

= -5 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

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

= -5 lg( x )