Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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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 13 ( 13 ) .

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Zuerst schreiben wir 13 um: 13 = 13 1 2

log 13 ( 13 ) = log 13 ( 13 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 1 2 zur Basis 13 suchen, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 13 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 13 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 13 ( 13 ) = log 13 ( 13 1 2 ) = 1 2 , eben weil 13 1 2 = 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (249) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 249, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 249 ist.

Dabei kommt man auf 2 7 = 27 < 249 und auf 2 8 = 28 > 249.

Und da wir bei log 2 (249) ja das ☐ von 2 = 249 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
27 = 2 7 < 249 < 2 8 = 28

Es gilt somit: 7 < log 2 (249) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +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( 0,01x ) +3 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= -2 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 300 ) - lg( 3 ) .

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lg( 300 ) - lg( 3 )

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

= lg( 300 3 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x 2 ) -2 lg( 1 x ) 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( 1 x )
= -2 lg( x -2 ) -2 lg( x - 1 2 )
= 4 lg( x ) + lg( x )
= 5 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2x ) - lg( 100 x ) - lg( 1 50 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 2x ) - lg( 100 x ) - lg( 1 50 x 2 )

= lg( 2x ) - lg( 100 x -1 ) - lg( 1 50 x -2 )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) - ( lg( 100 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 2 ) + lg( x ) - lg( 100 ) - lg( 1 x ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 2 )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) - lg( 100 ) + lg( x ) - lg( 1 50 ) +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( 100 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) +2 lg( x )

= 4 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= 4 lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )