Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 16 gilt.

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 16 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 3 zur Basis 16, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 16 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 16 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 16 3 als 16 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 16 = 16 1 3

log 16 ( 16 3 ) = 1 3 , eben weil 16 1 3 = 16 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 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 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 17 (26) liegt.

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Wir suchen 17er-Potenzen in der Näher von 26, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 26 ist.

Dabei kommt man auf 17 = 171 < 26 und auf 17 2 = 172 > 26.

Und da wir bei log 17 (26) ja das ☐ von 17 = 26 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
171 = 17 < 26 < 17 2 = 172

Es gilt somit: 1 < log 17 (26) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000x ) +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( 10000x ) +5 lg( x )
= lg( 10000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 4 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 4 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

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

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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 4 ) + lg( x 2 ) +2 lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) + lg( x 2 ) +2 lg( x 3 )
= 4 lg( x ) +2 lg( x ) +6 lg( x )
= 12 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 10000 x 2 ) + lg( 50 x ) - lg( 1 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 10000 x 2 ) + lg( 50 x ) - lg( 1 20 x 3 )

= lg( 1 10000 x -2 ) + lg( 50 x -1 ) - lg( 1 20 x -3 )

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

= lg( 1 10000 ) + lg( 1 x 2 ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 10000 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 50 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 10000 ) -2 lg( x ) + lg( 50 ) - lg( x ) - lg( 1 20 ) +3 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( 10000 ) -2 lg( x ) + lg( 50 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

= - lg( 10000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 10000 · 50 · 20 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1