Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 64 gilt.

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

log 4 (64) = 3, eben weil 43 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 3 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 3 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 3 als 2 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 3

log 2 ( 2 3 ) = 1 3 , eben weil 2 1 3 = 2 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 25 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 5 sondern zur Basis 25 suchen und 25 gerade 5² ist (also 5 = 25 = 25 1 2 ), formen wir 5 -1 noch so um, dass sie 25 als Basis hat:

5 -1 = ( 25 1 2 ) -1 = 25 - 1 2

log 25 ( 1 5 ) = log 25 ( 5 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 -1 = 25 - 1 2 zur Basis 25 suchen, also die Hochzahl mit der man 25 potenzieren muss, um auf 5 -1 = 25 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 25 = 5 -1 = 25 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 25 ( 1 5 ) = log 25 ( 5 -1 ) = log 25 ( 25 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 25 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 18 (257) liegt.

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Wir suchen 18er-Potenzen in der Näher von 257, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 257 ist.

Dabei kommt man auf 18 = 181 < 257 und auf 18 2 = 182 > 257.

Und da wir bei log 18 (257) ja das ☐ von 18 = 257 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
181 = 18 < 257 < 18 2 = 182

Es gilt somit: 1 < log 18 (257) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10x ) + 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( 10x ) + lg( x )
= lg( 10 ) + lg( x ) + lg( x )
= 1 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) +1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.02 2 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 2 ) + lg( x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( 1 x 2 ) + lg( x )
= 4 lg( x -2 ) + lg( x 1 2 )
= -8 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= - 15 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 125 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x ) + lg( 25 x 3 ) + lg( 1 125 x 2 )

= lg( 5 x -1 ) + lg( 25 x -3 ) + lg( 1 125 x 2 )

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

= lg( 5 ) + lg( 1 x ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 1 125 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 5 ) + lg( 1 x ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 1 125 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 5 ) - lg( x ) + lg( 25 ) -3 lg( x ) + lg( 1 125 ) +2 lg( x )

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

= lg( 5 ) - lg( x ) + lg( 25 ) -3 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 125 ) +2 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 125 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

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

= -2 lg( x )