Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 16 gilt.

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 5 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 5 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 10 5 als 10 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 5

log 10 ( 10 5 ) = 1 5 , eben weil 10 1 5 = 10 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 14 ( 1 14 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 14 um: 1 14 = 14 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (69) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 69, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 69 ist.

Dabei kommt man auf 3 3 = 33 < 69 und auf 3 4 = 34 > 69.

Und da wir bei log 3 (69) ja das ☐ von 3 = 69 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
33 = 3 3 < 69 < 3 4 = 34

Es gilt somit: 3 < log 3 (69) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000 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( 10000 x ) -2 lg( x )
= lg( 10000 ) - lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 4 ) - lg( x ) -2 lg( x )
= 4 - lg( x ) -2 lg( x )
= -3 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,05 ) - lg( 50 ) .

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lg( 0,05 ) - lg( 50 )

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

= lg( 0.05 50 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( 1 x ) + lg( 1 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( 1 x ) + lg( 1 x 3 ) + lg( x 2 )
= 2 lg( x - 1 2 ) + lg( x -3 ) + lg( x 2 )
= - lg( x ) -3 lg( x ) +2 lg( x )
= -2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 25 x 2 ) - lg( 1 25 x 2 ) + lg( 5 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 25 x 2 ) - lg( 1 25 x 2 ) + lg( 5 )

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

= lg( 2 25 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 25 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 ) )

= lg( 2 25 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 25 ) - lg( x 2 ) + lg( 5 ) + lg( 1 )

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

= lg( 2 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 25 ) -2 lg( x ) + lg( 5 ) +0

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

= lg( 2 ) - lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 5 ) +0

= lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5 · 2 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1