Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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Wir suchen den Logarithmus von 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 4 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 4

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 1000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 1000 um: 1 1000 = 1000 -1

Man kann erkennen, dass 1000 eine Potenz ist: 1000 = 10 3

Also schreiben wir 1 1000 = 1000 -1 = ( 10 3 ) -1 = 10 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 -3 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -3 = ( 100 1 2 ) -3 = 100 - 3 2

log 100 ( 1 1000 ) = log 100 ( 10 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -3 = 100 - 3 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -3 = 100 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 -3 = 100 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 1000 ) = log 100 ( 10 -3 ) = log 100 ( 100 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 100 - 3 2 = 1 1000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (21) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 21, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 21 ist.

Dabei kommt man auf 5 = 51 < 21 und auf 5 2 = 52 > 21.

Und da wir bei log 5 (21) ja das ☐ von 5 = 21 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
51 = 5 < 21 < 5 2 = 52

Es gilt somit: 1 < log 5 (21) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -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( 0.00001x ) -3 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= -5 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.02 2 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 2 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 2 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( x 4 )
= lg( x 2 ) + lg( x -3 ) + lg( x 4 )
= 2 lg( x ) -3 lg( x ) +4 lg( x )
= 3 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

= lg( 50 ) - lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( 50 25 · 5 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1