Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (128) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 128 gilt.

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

log 2 (128) = 7, eben weil 27 = 128 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 15 ( 15 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 15 3 zur Basis 15, also die Hochzahl mit der man 15 potenzieren muss, um auf 15 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 15 = 15 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 15 3 als 15 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 15 = 15 1 3

log 15 ( 15 3 ) = 1 3 , eben weil 15 1 3 = 15 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 5 um: 5 = 5 1 2

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 ( 1 3 ) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 1 3 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 3 ist.

Dabei kommt man auf 1 4 = 1 4 = 4-1 < 1 3 und auf 1 = 1 = 4-0 > 1 3 .

Und da wir bei log 4 ( 1 3 ) ja das ☐ von 4 = 1 3 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -1 und -0 liegen, wegen:
4-1 = 1 4 = 1 4 < 1 3 < 1 = 1 = 4-0

Es gilt somit: -1 < log 4 ( 1 3 ) < -0

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000 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( 100000 x ) - lg( x )
= lg( 100000 ) - lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 5 ) - lg( x ) - lg( x )
= 5 - lg( x ) - lg( x )
= -2 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 540 ) - log 3 ( 20 ) .

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log 3 ( 540 ) - log 3 ( 20 )

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

= log 3 ( 540 20 )

= log 3 ( 27 )

= log 3 ( 3 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 3 ) + lg( 1 1000 x 4 ) - lg( 1 20 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 3 ) + lg( 1 1000 x 4 ) - lg( 1 20 )

= lg( 50 x -3 ) + lg( 1 1000 x 4 ) - lg( 1 20 )

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

= lg( 50 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 1 1000 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 ) )

= lg( 50 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 1000 ) + lg( x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 )

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

= lg( 50 ) -3 lg( x ) + lg( 1 1000 ) +4 lg( x ) - lg( 1 20 ) +0

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

= lg( 50 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 1000 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +0

= lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( x ) + lg( 1 1000 · 50 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )