Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

Lösung einblenden

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 4 als 4 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 4 = 4 1 2

log 4 ( 4 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 - 1 2

log 4 ( 1 4 ) = log 4 ( 4 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 - 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 4 ) = log 4 ( 4 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 4 - 1 2 = 1 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (117) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 117, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 117 ist.

Dabei kommt man auf 5 2 = 52 < 117 und auf 5 3 = 53 > 117.

Und da wir bei log 5 (117) ja das ☐ von 5 = 117 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
52 = 5 2 < 117 < 5 3 = 53

Es gilt somit: 2 < log 5 (117) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) -5 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( 100000x ) -5 lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 5 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) - lg( 2 ) .

Lösung einblenden

lg( 20 ) - lg( 2 )

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

= lg( 20 2 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x ) + 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 ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x 1 2 ) + lg( x -3 )
= 1 2 lg( x ) -3 lg( x )
= - 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x ) - lg( 1 20 x ) + lg( 1 4 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x ) - lg( 1 20 x ) + lg( 1 4 x 2 )

= lg( 2 x -1 ) - lg( 1 20 x ) + lg( 1 4 x 2 )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 x ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 4 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 20 ) - lg( x ) + lg( 1 4 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 2 ) - lg( x ) - lg( 1 20 ) - lg( x ) + lg( 1 4 ) +2 lg( x )

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

= lg( 2 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 4 ) +2 lg( x )

= lg( 20 ) - lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( 20 4 · 2 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1