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 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 5 4 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 5 4 als 5 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 4

log 5 ( 5 4 ) = 1 4 , eben weil 5 1 4 = 5 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 196 ( 14 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 14 sondern zur Basis 196 suchen und 196 gerade 14² ist (also 14 = 196 = 196 1 2 ), formen wir 14 noch so um, dass sie 196 als Basis hat:

14 = 196 1 2

log 196 ( 14 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 14 = 196 1 2 zur Basis 196 suchen, also die Hochzahl mit der man 196 potenzieren muss, um auf 14 = 196 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 196 = 14 = 196 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 196 ( 14 ) = log 196 ( 196 1 2 ) = 1 2 , eben weil 196 1 2 = 14 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (10) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 10, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 10 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 10 und auf 3 3 = 33 > 10.

Und da wir bei log 3 (10) ja das ☐ von 3 = 10 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 10 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (10) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000x ) - 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( 1000x ) - lg( x )
= lg( 1000 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 3 ) + lg( x ) - lg( x )
= 3 + lg( x ) - lg( x )
= 3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,04 ) - lg( 4 ) .

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lg( 0,04 ) - lg( 4 )

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

= lg( 0.04 4 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) + lg( x 4 ) + lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) + lg( x 4 ) + lg( x 3 )
= 4 lg( x ) +4 lg( x ) +3 lg( x )
= 11 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 10 x ) - lg( 1 50 x 4 ) - lg( 1 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 10 x ) - lg( 1 50 x 4 ) - lg( 1 20 x 3 )

= - lg( 10 x -1 ) - lg( 1 50 x 4 ) - lg( 1 20 x -3 )

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

= -( lg( 10 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 3 ) )

= - lg( 10 ) - lg( 1 x ) - lg( 1 50 ) - lg( x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 3 )

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

= - lg( 10 ) + lg( x ) - lg( 1 50 ) -4 lg( x ) - lg( 1 20 ) +3 lg( x )

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

= - lg( 10 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

= lg( 50 ) + lg( 20 ) - lg( 10 )

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

= lg( 50 · 20 10 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2