Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 (81) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 81 gilt.

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

log 3 (81) = 4, eben weil 34 = 81 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 15 ( 1 225 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 225 zur Basis 15, also die Hochzahl mit der man 15 potenzieren muss, um auf 1 225 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 15 = 1 225 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 15-Potenz zu schreiben versuchen, also 15 = 1 225

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

log 15 ( 1 225 ) = -2, eben weil 15-2 = 1 225 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 225 ( 15 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 15 sondern zur Basis 225 suchen und 225 gerade 15² ist (also 15 = 225 = 225 1 2 ), formen wir 15 noch so um, dass sie 225 als Basis hat:

15 = 225 1 2

log 225 ( 15 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 = 225 1 2 zur Basis 225 suchen, also die Hochzahl mit der man 225 potenzieren muss, um auf 15 = 225 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 225 = 15 = 225 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 225 ( 15 ) = log 225 ( 225 1 2 ) = 1 2 , eben weil 225 1 2 = 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (24) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 24, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 24 ist.

Dabei kommt man auf 4 2 = 42 < 24 und auf 4 3 = 43 > 24.

Und da wir bei log 4 (24) ja das ☐ von 4 = 24 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
42 = 4 2 < 24 < 4 3 = 43

Es gilt somit: 2 < log 4 (24) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01 x ) +5 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( 0,01 x ) +5 lg( x )
= lg( 0,01 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 -2 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= -2 - lg( x ) +5 lg( x )
= 4 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40000000 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40000000 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40000000 · 25 )

= lg( 1000000000 )

= lg( 10 9 )

= 9

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) + lg( x 2 )
= 4 lg( x ) +2 lg( x )
= 6 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 100.000 x 4 ) - lg( 1 50 x 5 ) - lg( 1 2 x ) soweit wie möglich.

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lg( 1 100.000 x 4 ) - lg( 1 50 x 5 ) - lg( 1 2 x )

= lg( 1 100.000 x 4 ) - lg( 1 50 x 5 ) - lg( 1 2 x -1 )

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

= lg( 1 100.000 ) + lg( x 4 ) - ( lg( 1 50 ) + lg( x 5 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 1 100.000 ) + lg( x 4 ) - lg( 1 50 ) - lg( x 5 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x )

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

= lg( 1 100.000 ) +4 lg( x ) - lg( 1 50 ) -5 lg( x ) - lg( 1 2 ) + 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( 100000 ) +4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) -5 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) + lg( x )

= - lg( 100000 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 100.000 · 50 · 2 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3