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 10 ( 10 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 10 4 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 4 als 10 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 4

log 10 ( 10 4 ) = 1 4 , eben weil 10 1 4 = 10 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1000000000 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 1000000000 um: 1 1000000000 = 1000000000 - 1 2

Man kann erkennen, dass 1000000000 eine Potenz ist: 1000000000 = 10 9

Also schreiben wir 1 1000000000 = 1000000000 - 1 2 = ( 10 9 ) - 1 2 = 10 - 9 2

log 10 ( 1 1000000000 ) = log 10 ( 10 - 9 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 - 9 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 - 9 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 - 9 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1 1000000000 ) = log 10 ( 10 - 9 2 ) = - 9 2 , eben weil 10 - 9 2 = 1 1000000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 13 (31) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 31, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 31 ist.

Dabei kommt man auf 13 = 131 < 31 und auf 13 2 = 132 > 31.

Und da wir bei log 13 (31) ja das ☐ von 13 = 31 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
131 = 13 < 31 < 13 2 = 132

Es gilt somit: 1 < log 13 (31) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) +3 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( 1000000x ) +3 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) +3 lg( x )
= 6 + lg( x ) +3 lg( x )
= 4 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 5 ( 2500 ) - log 5 ( 20 ) .

Lösung einblenden

log 5 ( 2500 ) - log 5 ( 20 )

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

= log 5 ( 2500 20 )

= log 5 ( 125 )

= log 5 ( 5 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 6 ) + lg( 25 x 2 ) - lg( 25 2 x 4 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 5 x 6 ) + lg( 25 x 2 ) - lg( 25 2 x 4 )

= lg( 5 x -6 ) + lg( 25 x 2 ) - lg( 25 2 x -4 )

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

= lg( 5 ) + lg( 1 x 6 ) + ( lg( 25 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 25 2 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 5 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 25 ) + lg( x 2 ) - lg( 25 2 ) - lg( 1 x 4 )

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

= lg( 5 ) -6 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 25 2 ) +4 lg( x )

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

= lg( 5 ) -6 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 25 ) + lg( 2 ) +4 lg( x )

= lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5 · 2 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1