Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (125) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 125 gilt.

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

log 5 (125) = 3, eben weil 53 = 125 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 81 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 ) .

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Zuerst schreiben wir 10 um: 10 = 10 1 2

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

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 14 (86) liegt.

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Wir suchen 14er-Potenzen in der Näher von 86, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 86 ist.

Dabei kommt man auf 14 = 141 < 86 und auf 14 2 = 142 > 86.

Und da wir bei log 14 (86) ja das ☐ von 14 = 86 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
141 = 14 < 86 < 14 2 = 142

Es gilt somit: 1 < log 14 (86) < 2

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 )
= - lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) - lg( 4 ) .

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lg( 40 ) - lg( 4 )

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

= lg( 40 4 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 2 ) + lg( x 4 ) + lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 20 x 4 ) + lg( 50 x 7 ) - lg( 1000000 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 20 x 4 ) + lg( 50 x 7 ) - lg( 1000000 x 3 )

= - lg( 1 20 x -4 ) + lg( 50 x -7 ) - lg( 1000000 x -3 )

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

= -( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x 7 ) ) - ( lg( 1000000 ) + lg( 1 x 3 ) )

= - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 50 ) + lg( 1 x 7 ) - lg( 1000000 ) - lg( 1 x 3 )

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

= - lg( 1 20 ) +4 lg( x ) + lg( 50 ) -7 lg( x ) - lg( 1000000 ) +3 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 20 ) +4 lg( x ) + lg( 50 ) -7 lg( x ) - lg( 1000000 ) +3 lg( x )

= - lg( 1000000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 1.000.000 · 50 · 20 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3