Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (27) .

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Wir suchen den Logarithmus von 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 27 gilt.

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

log 3 (27) = 3, eben weil 33 = 27 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 10 ( 10 ) .

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Zuerst schreiben wir 10 um: 10 = 10 1 2

log 10 ( 10 ) = log 10 ( 10 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 1 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 10 ) = log 10 ( 10 1 2 ) = 1 2 , eben weil 10 1 2 = 10 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 ( 1 10 ) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 1 10 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 10 ist.

Dabei kommt man auf 1 25 = 1 5 2 = 5-2 < 1 10 und auf 1 5 = 1 5 = 5-1 > 1 10 .

Und da wir bei log 5 ( 1 10 ) ja das ☐ von 5 = 1 10 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
5-2 = 1 5 2 = 1 25 < 1 10 < 1 5 = 1 5 = 5-1

Es gilt somit: -2 < log 5 ( 1 10 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) -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( 0,01x ) -2 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -2 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000000000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 5000000000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5000000000 · 2 )

= lg( 10000000000 )

= lg( 10 10 )

= 10

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 2 )
= -4 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) - lg( 1 20 x ) + lg( 1 800 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 3 ) - lg( 1 20 x ) + lg( 1 800 x 4 )

= lg( 4 x -3 ) - lg( 1 20 x ) + lg( 1 800 x 4 )

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

= lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 800 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) - lg( 1 20 ) - lg( x ) + lg( 1 800 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 4 ) -3 lg( x ) - lg( 1 20 ) - lg( x ) + lg( 1 800 ) +4 lg( x )

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

= lg( 4 ) -3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 800 ) +4 lg( x )

= - lg( 800 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 800 · 20 · 4 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1