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 2 ( 1 128 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 128 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 128

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

log 2 ( 1 128 ) = -7, eben weil 2-7 = 1 128 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 1 125 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 125 um: 1 125 = 125 -1

Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Also schreiben wir 1 125 = 125 -1 = ( 5 3 ) -1 = 5 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 -3 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 -3 = ( 25 1 2 ) -3 = 25 - 3 2

log 25 ( 1 125 ) = log 25 ( 5 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 -3 = 25 - 3 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 -3 = 25 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 -3 = 25 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 1 125 ) = log 25 ( 5 -3 ) = log 25 ( 25 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 25 - 3 2 = 1 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (568) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 568, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 568 ist.

Dabei kommt man auf 10 2 = 102 < 568 und auf 10 3 = 103 > 568.

Und da wir bei log 10 (568) ja das ☐ von 10 = 568 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
102 = 10 2 < 568 < 10 3 = 103

Es gilt somit: 2 < log 10 (568) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000x ) +4 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( 10000x ) +4 lg( x )
= lg( 10000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 4 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 4 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,003 ) - lg( 3 ) .

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lg( 0,003 ) - lg( 3 )

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

= lg( 0.003 3 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x -2 ) + lg( x -3 )
= -2 lg( x ) -3 lg( x )
= -5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 1250 x 4 ) - lg( 1 50 x 3 ) + lg( 25 x 10 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 1250 x 4 ) - lg( 1 50 x 3 ) + lg( 25 x 10 )

= lg( 1 1250 x 4 ) - lg( 1 50 x -3 ) + lg( 25 x -10 )

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

= lg( 1 1250 ) + lg( x 4 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 10 ) )

= lg( 1 1250 ) + lg( x 4 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 10 )

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

= lg( 1 1250 ) +4 lg( x ) - lg( 1 50 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) -10 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( 1250 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) -10 lg( x )

= -3 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:

= -3 lg( x ) + lg( 1 1250 · 50 · 25 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 25 · 25 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )