Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

Lösung einblenden

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 5 ( 1 125 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 125 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 = 1 125

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

log 5 ( 1 125 ) = -3, eben weil 5-3 = 1 125 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 125 ) .

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Zuerst schreiben wir 125 um: 125 = 125 1 2

Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Also schreiben wir 125 = 125 1 2 = ( 5 3 ) 1 2 = 5 3 2

log 5 ( 125 ) = log 5 ( 5 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 3 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 125 ) = log 5 ( 5 3 2 ) = 3 2 , eben weil 5 3 2 = 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (58) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 58, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 58 ist.

Dabei kommt man auf 5 2 = 52 < 58 und auf 5 3 = 53 > 58.

Und da wir bei log 5 (58) ja das ☐ von 5 = 58 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
52 = 5 2 < 58 < 5 3 = 53

Es gilt somit: 2 < log 5 (58) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000000 ) + lg( 20 ) .

Lösung einblenden

lg( 5000000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 5000000 · 20 )

= lg( 100000000 )

= lg( 10 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 2 ) +2 lg( x 4 )
= lg( x -2 ) +2 lg( x 4 )
= -2 lg( x ) +8 lg( x )
= 6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 2 x 6 ) + lg( 1 100 x 2 ) + lg( 50 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 2 x 6 ) + lg( 1 100 x 2 ) + lg( 50 )

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

= -( lg( 1 2 ) + lg( x 6 ) ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 1 2 ) - lg( x 6 ) + lg( 1 100 ) + lg( x 2 ) + lg( 50 ) + lg( 1 )

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

= - lg( 1 2 ) -6 lg( x ) + lg( 1 100 ) +2 lg( x ) + lg( 50 ) +0

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

= - lg( 1 ) + lg( 2 ) -6 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +2 lg( x ) + lg( 50 ) +0

= -4 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )