Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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Wir suchen den Logarithmus von 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 81 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 27 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 27 um: 1 27 = 27 -1

Man kann erkennen, dass 27 eine Potenz ist: 27 = 3 3

Also schreiben wir 1 27 = 27 -1 = ( 3 3 ) -1 = 3 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 -3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -3 = ( 9 1 2 ) -3 = 9 - 3 2

log 9 ( 1 27 ) = log 9 ( 3 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -3 = 9 - 3 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -3 = 9 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 -3 = 9 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 27 ) = log 9 ( 3 -3 ) = log 9 ( 9 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 9 - 3 2 = 1 27 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (15) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 15, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 15 ist.

Dabei kommt man auf 5 = 51 < 15 und auf 5 2 = 52 > 15.

Und da wir bei log 5 (15) ja das ☐ von 5 = 15 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
51 = 5 < 15 < 5 2 = 52

Es gilt somit: 1 < log 5 (15) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000 x ) +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( 100000000 x ) +2 lg( x )
= lg( 100000000 ) - lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 8 ) - lg( x ) +2 lg( x )
= 8 - lg( x ) +2 lg( x )
= lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 17 ( 1445 ) - log 17 ( 5 ) .

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log 17 ( 1445 ) - log 17 ( 5 )

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

= log 17 ( 1445 5 )

= log 17 ( 289 )

= log 17 ( 17 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 ) + lg( 1 125 x 4 ) + lg( 5 x 5 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 ) + lg( 1 125 x 4 ) + lg( 5 x 5 )

= lg( 25 ) + lg( 1 125 x 4 ) + lg( 5 x -5 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 ) + ( lg( 1 125 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 5 ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 ) + lg( 1 125 ) + lg( x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 5 )

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

= lg( 25 ) +0 + lg( 1 125 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -5 lg( x )

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

= lg( 25 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 125 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -5 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 125 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= - lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )