Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 12 ( 12 5 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 12 5 zur Basis 12, also die Hochzahl mit der man 12 potenzieren muss, um auf 12 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 12 = 12 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 12 5 als 12 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 12 = 12 1 5

log 12 ( 12 5 ) = 1 5 , eben weil 12 1 5 = 12 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 169 ( 1 13 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 13 um: 1 13 = 13 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 13 sondern zur Basis 169 suchen und 169 gerade 13² ist (also 13 = 169 = 169 1 2 ), formen wir 13 -1 noch so um, dass sie 169 als Basis hat:

13 -1 = ( 169 1 2 ) -1 = 169 - 1 2

log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 -1 = 169 - 1 2 zur Basis 169 suchen, also die Hochzahl mit der man 169 potenzieren muss, um auf 13 -1 = 169 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 169 = 13 -1 = 169 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) = log 169 ( 169 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 169 - 1 2 = 1 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 15 (90) liegt.

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Wir suchen 15er-Potenzen in der Näher von 90, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 90 ist.

Dabei kommt man auf 15 = 151 < 90 und auf 15 2 = 152 > 90.

Und da wir bei log 15 (90) ja das ☐ von 15 = 90 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
151 = 15 < 90 < 15 2 = 152

Es gilt somit: 1 < log 15 (90) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) - lg( 4 ) .

Lösung einblenden

lg( 40 ) - lg( 4 )

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

= lg( 40 4 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 2 ) -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( x 2 ) -2 lg( 1 x 3 )
= lg( x 2 ) -2 lg( x -3 )
= 2 lg( x ) +6 lg( x )
= 8 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 5 x 3 ) - lg( 10 x ) + lg( 2 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 5 x 3 ) - lg( 10 x ) + lg( 2 x 4 )

= - lg( 1 5 x 3 ) - lg( 10 x -1 ) + lg( 2 x 4 )

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

= -( lg( 1 5 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 10 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 4 ) )

= - lg( 1 5 ) - lg( x 3 ) - lg( 10 ) - lg( 1 x ) + lg( 2 ) + lg( x 4 )

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

= - lg( 1 5 ) -3 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +4 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( 5 ) -3 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +4 lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )