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 13 ( 1 169 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 169 zur Basis 13, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 1 169 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 1 169 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 13-Potenz zu schreiben versuchen, also 13 = 1 169

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

log 13 ( 1 169 ) = -2, eben weil 13-2 = 1 169 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 10 (402026185) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 402026185, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 402026185 ist.

Dabei kommt man auf 10 8 = 108 < 402026185 und auf 10 9 = 109 > 402026185.

Und da wir bei log 10 (402026185) ja das ☐ von 10 = 402026185 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 8 und 9 liegen, wegen:
108 = 10 8 < 402026185 < 10 9 = 109

Es gilt somit: 8 < log 10 (402026185) < 9

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) +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( 1000000000x ) +4 lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 9 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 2000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 2000 · 5 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( x 4 ) + lg( 1 x 2 )
= lg( x 1 2 ) + lg( x 4 ) + lg( x -2 )
= 1 2 lg( x ) +4 lg( x ) -2 lg( x )
= 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 2 ) + lg( 1 12500 x 2 ) + lg( 5 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 2 ) + lg( 1 12500 x 2 ) + lg( 5 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 1 12500 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( x 2 ) + lg( 1 12500 ) + lg( x 2 ) + lg( 5 ) + lg( 1 )

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

= - lg( 1 25 ) -2 lg( x ) + lg( 1 12500 ) +2 lg( x ) + lg( 5 ) +0

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

= - lg( 1 ) + lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 12500 ) +2 lg( x ) + lg( 5 ) +0

= - lg( 12500 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 12500 · 25 · 5 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2