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 18 ( 1 324 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 324 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 1 324 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 1 324 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 18-Potenz zu schreiben versuchen, also 18 = 1 324

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

log 18 ( 1 324 ) = -2, eben weil 18-2 = 1 324 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 64 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 64 um: 1 64 = 64 - 1 2

Man kann erkennen, dass 64 eine Potenz ist: 64 = 4 3

Also schreiben wir 1 64 = 64 - 1 2 = ( 4 3 ) - 1 2 = 4 - 3 2

log 4 ( 1 64 ) = log 4 ( 4 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 - 3 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 64 ) = log 4 ( 4 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 4 - 3 2 = 1 64 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (7) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 7, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7 ist.

Dabei kommt man auf 2 2 = 22 < 7 und auf 2 3 = 23 > 7.

Und da wir bei log 2 (7) ja das ☐ von 2 = 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
22 = 2 2 < 7 < 2 3 = 23

Es gilt somit: 2 < log 2 (7) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10x ) -2 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( 10x ) -2 lg( x )
= lg( 10 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 1 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000 ) + lg( 50 ) .

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lg( 2000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 2000 · 50 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 3 ) +2 lg( 1 x ) + lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x 3 ) +2 lg( 1 x ) + lg( 1 x )
= 4 lg( x -3 ) +2 lg( x - 1 2 ) + lg( x - 1 2 )
= -12 lg( x ) - lg( x ) - 1 2 lg( x )
= - 27 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x 2 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 100 x ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x 2 ) - lg( 1 50 x 2 ) - lg( 100 x )

= lg( 2 x -2 ) - lg( 1 50 x -2 ) - lg( 100 x -1 )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 2 ) ) - ( lg( 100 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 2 ) - lg( 100 ) - lg( 1 x )

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

= lg( 2 ) -2 lg( x ) - lg( 1 50 ) +2 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( x )

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

= lg( 2 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +2 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( x )

= lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )