Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (1000000) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1000000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1000000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1000000 gilt.

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

log 10 (1000000) = 6, eben weil 106 = 1000000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

Lösung einblenden

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 5 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 5

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 5 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 = 25 1 2

log 25 ( 5 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 = 25 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 = 25 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 = 25 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 5 ) = log 25 ( 25 1 2 ) = 1 2 , eben weil 25 1 2 = 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 12 (89) liegt.

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Wir suchen 12er-Potenzen in der Näher von 89, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 89 ist.

Dabei kommt man auf 12 = 121 < 89 und auf 12 2 = 122 > 89.

Und da wir bei log 12 (89) ja das ☐ von 12 = 89 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
121 = 12 < 89 < 12 2 = 122

Es gilt somit: 1 < log 12 (89) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) +3 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( 1000000x ) +3 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 6 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 30 ) - lg( 3 ) .

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lg( 30 ) - lg( 3 )

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

= lg( 30 3 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 4 )
= -8 lg( x )
= -8 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 50x ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 50x ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 2 x 2 )

= - lg( 50x ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 2 x -2 )

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

= -( lg( 50 ) + lg( x ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 25 ) + lg( x 2 ) + lg( 2 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 2 ) -2 lg( x )

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

= - lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 2 ) -2 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 2 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )