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 17 ( 17 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 17 4 zur Basis 17, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 17 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17 = 17 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 17 4 als 17 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 17 = 17 1 4

log 17 ( 17 4 ) = 1 4 , eben weil 17 1 4 = 17 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 5 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 = 25 1 2

log 25 ( 5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 = 25 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 = 25 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 = 25 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 5 ) = log 25 ( 25 1 2 ) = 1 2 , eben weil 25 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 ( 1 11 ) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 11 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 11 ist.

Dabei kommt man auf 1 27 = 1 3 3 = 3-3 < 1 11 und auf 1 9 = 1 3 2 = 3-2 > 1 11 .

Und da wir bei log 3 ( 1 11 ) ja das ☐ von 3 = 1 11 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -3 und -2 liegen, wegen:
3-3 = 1 3 3 = 1 27 < 1 11 < 1 9 = 1 3 2 = 3-2

Es gilt somit: -3 < log 3 ( 1 11 ) < -2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +3 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( 100000000x ) +3 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 8 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 800 ) - log 4 ( 50 ) .

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log 4 ( 800 ) - log 4 ( 50 )

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

= log 4 ( 800 50 )

= log 4 ( 16 )

= log 4 ( 4 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 3 ) + lg( x 2 ) -2 lg( x 3 ) 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 2 ) -2 lg( x 3 )
= 3 lg( x ) +2 lg( x ) -6 lg( x )
= - lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 5 ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 1 2500 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 5 ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 1 2500 )

= lg( 50 x -5 ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 1 2500 )

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

= lg( 50 ) + lg( 1 x 5 ) + ( lg( 50 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 1 2500 ) + lg( 1 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x 5 ) + lg( 50 ) + lg( x 4 ) + lg( 1 2500 ) + lg( 1 )

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

= lg( 50 ) -5 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 1 2500 ) +0

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

= lg( 50 ) -5 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 2500 ) +0

= - lg( x ) - lg( 2500 ) + lg( 50 ) + lg( 50 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 2500 · 50 · 50 )

= - lg( x ) + lg( 1 50 · 50 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )