Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (10000) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10000 gilt.

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

log 10 (10000) = 4, eben weil 104 = 10000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 11 ( 11 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 11 3 zur Basis 11, also die Hochzahl mit der man 11 potenzieren muss, um auf 11 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 11 = 11 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 11 3 als 11 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 11 = 11 1 3

log 11 ( 11 3 ) = 1 3 , eben weil 11 1 3 = 11 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 125 ) .

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

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 3 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 3 = ( 25 1 2 ) 3 = 25 3 2

log 25 ( 125 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 3 = 25 3 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 3 = 25 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 3 = 25 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 125 ) = log 25 ( 25 3 2 ) = 3 2 , eben weil 25 3 2 = 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (8) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 8, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 8 ist.

Dabei kommt man auf 3 = 31 < 8 und auf 3 2 = 32 > 8.

Und da wir bei log 3 (8) ja das ☐ von 3 = 8 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
31 = 3 < 8 < 3 2 = 32

Es gilt somit: 1 < log 3 (8) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +4 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( 0,01x ) +4 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -2 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) + lg( 50 ) .

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lg( 200 ) + lg( 50 )

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

= lg( 200 · 50 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 3 ) + lg( 1 x )
= lg( x -3 ) + lg( x -1 )
= -3 lg( x ) - lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 2 ) - lg( 1 2 x ) + lg( 1 50 x 5 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 2 ) - lg( 1 2 x ) + lg( 1 50 x 5 )

= lg( 25 x 2 ) - lg( 1 2 x -1 ) + lg( 1 50 x -5 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 5 ) )

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x ) + lg( 1 50 ) + lg( 1 x 5 )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) + lg( x ) + lg( 1 50 ) -5 lg( x )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 50 ) -5 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 2 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

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

= -2 lg( x )