Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (128) .

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Wir suchen den Logarithmus von 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 128 gilt.

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

log 2 (128) = 7, eben weil 27 = 128 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 125 ) .

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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 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 5 (80) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 80, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 80 ist.

Dabei kommt man auf 5 2 = 52 < 80 und auf 5 3 = 53 > 80.

Und da wir bei log 5 (80) ja das ☐ von 5 = 80 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
52 = 5 2 < 80 < 5 3 = 53

Es gilt somit: 2 < log 5 (80) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000 x ) -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( 100000 x ) -4 lg( x )
= lg( 100000 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 5 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= 5 - lg( x ) -4 lg( x )
= -5 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,002 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,002 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.002 2 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 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 3 ) + lg( x 2 )
= -2 lg( x -3 ) + lg( x 2 )
= 6 lg( x ) +2 lg( x )
= 8 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5x ) + lg( 5x ) + lg( 1 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 5x ) + lg( 5x ) + lg( 1 25 x 3 )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) + ( lg( 5 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 25 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 25 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 25 ) +3 lg( x )

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

= lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 25 ) +3 lg( x )

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

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 25 · 5 · 5 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )