Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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Wir suchen den Logarithmus von 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 25 zu kommen.

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

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 5 ) .

Lösung einblenden

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

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

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

log 5 ( 5 5 ) = 1 5 , eben weil 5 1 5 = 5 5 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 16 (229) liegt.

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Wir suchen 16er-Potenzen in der Näher von 229, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 229 ist.

Dabei kommt man auf 16 = 161 < 229 und auf 16 2 = 162 > 229.

Und da wir bei log 16 (229) ja das ☐ von 16 = 229 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
161 = 16 < 229 < 16 2 = 162

Es gilt somit: 1 < log 16 (229) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000 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( 100000000 x ) -4 lg( x )
= lg( 100000000 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 8 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= 8 - lg( x ) -4 lg( x )
= -5 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,5 ) - lg( 50 ) .

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lg( 0,5 ) - lg( 50 )

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

= lg( 0.5 50 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 3 ) +4 lg( 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 ) +4 lg( x )
= lg( x -3 ) +4 lg( x 1 2 )
= -3 lg( x ) +2 lg( x )
= - lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 500000 x 2 ) + lg( 25 x 5 ) - lg( 1 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 500000 x 2 ) + lg( 25 x 5 ) - lg( 1 20 x 3 )

= - lg( 500000 x -2 ) + lg( 25 x -5 ) - lg( 1 20 x -3 )

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

= -( lg( 500000 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 5 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 3 ) )

= - lg( 500000 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 5 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 3 )

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

= - lg( 500000 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -5 lg( x ) - lg( 1 20 ) +3 lg( x )

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

= - lg( 500000 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -5 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

= - lg( 500000 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 500.000 · 25 · 20 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3