Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 11 ( 1 121 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 121 zur Basis 11, also die Hochzahl mit der man 11 potenzieren muss, um auf 1 121 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 11 = 1 121 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 11-Potenz zu schreiben versuchen, also 11 = 1 121

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

log 11 ( 1 121 ) = -2, eben weil 11-2 = 1 121 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 121 ( 11 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 11 sondern zur Basis 121 suchen und 121 gerade 11² ist (also 11 = 121 = 121 1 2 ), formen wir 11 noch so um, dass sie 121 als Basis hat:

11 = 121 1 2

log 121 ( 11 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 11 = 121 1 2 zur Basis 121 suchen, also die Hochzahl mit der man 121 potenzieren muss, um auf 11 = 121 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 121 = 11 = 121 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 121 ( 11 ) = log 121 ( 121 1 2 ) = 1 2 , eben weil 121 1 2 = 11 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (9) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 9, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 9 ist.

Dabei kommt man auf 5 = 51 < 9 und auf 5 2 = 52 > 9.

Und da wir bei log 5 (9) ja das ☐ von 5 = 9 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
51 = 5 < 9 < 5 2 = 52

Es gilt somit: 1 < log 5 (9) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +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( 100000000x ) +5 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 8 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,003 ) - lg( 3 ) .

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lg( 0,003 ) - lg( 3 )

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

= lg( 0.003 3 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x 2 ) +4 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( 1 x 2 ) +4 lg( x 4 )
= -2 lg( x -2 ) +4 lg( x 4 )
= 4 lg( x ) +16 lg( x )
= 20 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 10000 x 4 ) - lg( 1 4 ) + lg( 25 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 10000 x 4 ) - lg( 1 4 ) + lg( 25 x 4 )

= lg( 1 10000 x -4 ) - lg( 1 4 ) + lg( 25 x 4 )

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

= lg( 1 10000 ) + lg( 1 x 4 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 1 10000 ) + lg( 1 x 4 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 ) + lg( 25 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 1 10000 ) -4 lg( x ) - lg( 1 4 ) +0 + lg( 25 ) +4 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 ) -4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +0 + lg( 25 ) +4 lg( x )

= - lg( 10000 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 10000 · 25 · 4 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2