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 ) .

Lösung einblenden

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

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

Wenn wir jetzt die 5 als 5 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 2

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 2 ) .

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 -1 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 -1 = ( 4 1 2 ) -1 = 4 - 1 2

log 4 ( 1 2 ) = log 4 ( 2 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 -1 = 4 - 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 -1 = 4 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 -1 = 4 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 2 ) = log 4 ( 2 -1 ) = log 4 ( 4 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 4 - 1 2 = 1 2 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 3.825.606 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 3.825.606 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 3.825.606 ist.

Dabei kommt man auf 1 10000000 = 1 10 7 = 10-7 < 1 3.825.606 und auf 1 1000000 = 1 10 6 = 10-6 > 1 3.825.606 .

Und da wir bei log 10 ( 1 3.825.606 ) ja das ☐ von 10 = 1 3.825.606 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -7 und -6 liegen, wegen:
10-7 = 1 10 7 = 1 10000000 < 1 3.825.606 < 1 1000000 = 1 10 6 = 10-6

Es gilt somit: -7 < log 10 ( 1 3.825.606 ) < -6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 2 ( 8x ) - log 2 ( 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):
log 2 ( 8x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 8 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 2 3 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 3 + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 20 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 20 )

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

= lg( 0.02 20 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 ) + lg( 4 25 x 2 ) - lg( 1 25 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 ) + lg( 4 25 x 2 ) - lg( 1 25 x 2 )

= - lg( 1 25 ) + lg( 4 25 x -2 ) - lg( 1 25 x -2 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 4 25 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( 1 ) + lg( 4 25 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 1 25 ) +0 + lg( 4 25 ) -2 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( 25 ) +0 + lg( 4 ) - lg( 25 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) +2 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25 · 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2