Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 25 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5☐ = 1 25 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 25

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

log 5 ( 1 25 ) = -2, eben weil 5-2 = 1 25 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 14 ( 1 14 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 14 um: 1 14 = 14 - 1 2

log 14 ( 1 14 ) = log 14 ( 14 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 14 - 1 2 zur Basis 14 suchen, also die Hochzahl mit der man 14 potenzieren muss, um auf 14 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 14☐ = 14 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 14 ( 1 14 ) = log 14 ( 14 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 14 - 1 2 = 1 14 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (41) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 41, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 41 ist.

Dabei kommt man auf 2 5 = 25 < 41 und auf 2 6 = 26 > 41.

Und da wir bei log 2 (41) ja das ☐ von 2☐ = 41 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
25 = 2 5 < 41 < 2 6 = 26

Es gilt somit: 5 < log 2 (41) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) + 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( 100000000x ) + lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) + lg( x )
= 8 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,05 ) - lg( 50 ) .

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lg( 0,05 ) - lg( 50 )

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

= lg( 0.05 50 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) + lg( x 2 ) -2 lg( x 4 ) 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 2 ) -2 lg( x 4 )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x 2 ) -2 lg( x 4 )
= - 1 2 lg( x ) +2 lg( x ) -8 lg( x )
= - 13 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 40 ) + lg( 5 x 4 ) + lg( 5 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 40 ) + lg( 5 x 4 ) + lg( 5 x 4 )

= - lg( 1 40 ) + lg( 5 x -4 ) + lg( 5 x 4 )

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

= -( lg( 1 40 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 4 ) )

= - lg( 1 40 ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 4 ) + lg( 5 ) + lg( x 4 )

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

= - lg( 1 40 ) +0 + lg( 5 ) -4 lg( x ) + lg( 5 ) +4 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( 40 ) +0 + lg( 5 ) -4 lg( x ) + lg( 5 ) +4 lg( x )

= lg( 40 ) + lg( 5 ) + lg( 5 )

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

= lg( 40 · 5 · 5 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3