Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 16 gilt.

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

log 4 (16) = 2, eben weil 42 = 16 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 2 ( 128 ) .

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Zuerst schreiben wir 128 um: 128 = 128 1 2

Man kann erkennen, dass 128 eine Potenz ist: 128 = 2 7

Also schreiben wir 128 = 128 1 2 = ( 2 7 ) 1 2 = 2 7 2

log 2 ( 128 ) = log 2 ( 2 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 7 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 2 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 128 ) = log 2 ( 2 7 2 ) = 7 2 , eben weil 2 7 2 = 128 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (1353582) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1353582, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1353582 ist.

Dabei kommt man auf 10 6 = 106 < 1353582 und auf 10 7 = 107 > 1353582.

Und da wir bei log 10 (1353582) ja das ☐ von 10 = 1353582 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 6 und 7 liegen, wegen:
106 = 10 6 < 1353582 < 10 7 = 107

Es gilt somit: 6 < log 10 (1353582) < 7

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( 0,002 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,002 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.002 2 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) + lg( 1 x 3 ) + 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( 1 x 3 ) + lg( 1 x )
= lg( x - 1 2 ) + lg( x -3 ) + lg( x -1 )
= - 1 2 lg( x ) -3 lg( x ) - lg( x )
= - 9 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1250x ) + lg( 50 x 2 ) + lg( 25 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1250x ) + lg( 50 x 2 ) + lg( 25 x 3 )

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

= -( lg( 1250 ) + lg( x ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 1250 ) - lg( x ) + lg( 50 ) + lg( x 2 ) + lg( 25 ) + lg( x 3 )

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

= - lg( 1250 ) - lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) +3 lg( x )

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

= - lg( 1250 ) - lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) +3 lg( x )

= 4 lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( 50 ) + lg( 25 )

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )