Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 gilt.

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 ( 19 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 19 3 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 19 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 19 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 19 3 als 19 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 19 = 19 1 3

log 19 ( 19 3 ) = 1 3 , eben weil 19 1 3 = 19 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 125 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 125 um: 1 125 = 125 - 1 2

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

Also schreiben wir 1 125 = 125 - 1 2 = ( 5 3 ) - 1 2 = 5 - 3 2

log 5 ( 1 125 ) = log 5 ( 5 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 3 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 125 ) = log 5 ( 5 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 5 - 3 2 = 1 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (11) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 11, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 11 ist.

Dabei kommt man auf 5 = 51 < 11 und auf 5 2 = 52 > 11.

Und da wir bei log 5 (11) ja das ☐ von 5 = 11 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
51 = 5 < 11 < 5 2 = 52

Es gilt somit: 1 < log 5 (11) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -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( 0.00001x ) -4 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= -5 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 243 ) - log 3 ( 3 ) .

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log 3 ( 243 ) - log 3 ( 3 )

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

= log 3 ( 243 3 )

= log 3 ( 81 )

= log 3 ( 3 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 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 )
= lg( x - 1 2 )
= - 1 2 lg( x )
= - 1 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 2 ) + lg( 1 200 x ) - lg( 1 50 x 7 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 2 ) + lg( 1 200 x ) - lg( 1 50 x 7 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 1 200 ) + lg( x ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 7 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 200 ) + lg( x ) - lg( 1 50 ) - lg( x 7 )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 1 200 ) + lg( x ) - lg( 1 50 ) -7 lg( x )

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

= lg( 4 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 200 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -7 lg( x )

= -4 lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= -4 lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -4 lg( x ) + lg( 1 )

= -4 lg( x )