Aufgabenbeispiele von Logarithmus

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


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 2 ( 1 256 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2☐ = 1 256 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2☐ = 1 256

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

log 2 ( 1 256 ) = -8, eben weil 2-8 = 1 256 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 100000 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 100000 um: 100000 = 100000 1 2

Man kann erkennen, dass 100000 eine Potenz ist: 100000 = 10 5

Also schreiben wir 100000 = 100000 1 2 = ( 10 5 ) 1 2 = 10 5 2

log 10 ( 100000 ) = log 10 ( 10 5 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 5 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 5 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10 5 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 100000 ) = log 10 ( 10 5 2 ) = 5 2 , eben weil 10 5 2 = 100000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (7) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 7, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7 ist.

Dabei kommt man auf 3 = 31 < 7 und auf 3 2 = 32 > 7.

Und da wir bei log 3 (7) ja das ☐ von 3☐ = 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
31 = 3 < 7 < 3 2 = 32

Es gilt somit: 1 < log 3 (7) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000 x ) - lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 10000 x ) - lg( x )
= lg( 10000 ) - lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 4 ) - lg( x ) - lg( x )
= 4 - lg( x ) - lg( x )
= -2 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) + lg( 50 ) .

Lösung einblenden

lg( 20 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20 · 50 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x ) -2 lg( 1 x 2 ) + lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) -2 lg( 1 x 2 ) + lg( x 3 )
= lg( x 1 2 ) -2 lg( x -2 ) + lg( x 3 )
= 1 2 lg( x ) +4 lg( x ) +3 lg( x )
= 15 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 2 ) + lg( 1 100 x 3 ) - lg( 1 4 x ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 25 x 2 ) + lg( 1 100 x 3 ) - lg( 1 4 x )

= lg( 25 x -2 ) + lg( 1 100 x 3 ) - lg( 1 4 x -1 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 1 100 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 x )

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

= lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 1 100 ) +3 lg( x ) - lg( 1 4 ) + lg( x )

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

= lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) + lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )