Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 gilt.

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

log 4 (1) = 0, eben weil 40 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 125 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 125 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 = 1 125

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

log 5 ( 1 125 ) = -3, eben weil 5-3 = 1 125 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 - 1 2

log 3 ( 1 3 ) = log 3 ( 3 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 - 1 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 1 3 ) = log 3 ( 3 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 3 - 1 2 = 1 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (61) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 61, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 61 ist.

Dabei kommt man auf 5 2 = 52 < 61 und auf 5 3 = 53 > 61.

Und da wir bei log 5 (61) ja das ☐ von 5 = 61 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
52 = 5 2 < 61 < 5 3 = 53

Es gilt somit: 2 < log 5 (61) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100x ) +2 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( 100x ) +2 lg( x )
= lg( 100 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 2 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= 2 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 250 ) + lg( 4 ) .

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lg( 250 ) + lg( 4 )

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

= lg( 250 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) +4 lg( x 3 ) + lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) +4 lg( x 3 ) + lg( 1 x )
= lg( x 4 ) +4 lg( x 3 ) + lg( x -1 )
= 4 lg( x ) +12 lg( x ) - lg( x )
= 15 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x 3 ) + lg( 1 800 x 2 ) + lg( 4x ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x 3 ) + lg( 1 800 x 2 ) + lg( 4x )

= lg( 2 x -3 ) + lg( 1 800 x 2 ) + lg( 4x )

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

= lg( 2 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 1 800 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x ) )

= lg( 2 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 800 ) + lg( x 2 ) + lg( 4 ) + lg( x )

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

= lg( 2 ) -3 lg( x ) + lg( 1 800 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) + lg( x )

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

= lg( 2 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 800 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) + lg( x )

= - lg( 800 ) + lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 800 · 4 · 2 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2