Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 5 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 2 5 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 5 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 5 als 2 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 5

log 2 ( 2 5 ) = 1 5 , eben weil 2 1 5 = 2 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 - 1 2

log 4 ( 1 4 ) = log 4 ( 4 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 - 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 1 4 ) = log 4 ( 4 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 4 - 1 2 = 1 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (202413) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 202413, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 202413 ist.

Dabei kommt man auf 10 5 = 105 < 202413 und auf 10 6 = 106 > 202413.

Und da wir bei log 10 (202413) ja das ☐ von 10 = 202413 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
105 = 10 5 < 202413 < 10 6 = 106

Es gilt somit: 5 < log 10 (202413) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000x ) +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( 1000000x ) +5 lg( x )
= lg( 1000000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 6 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 5 ( 375 ) - log 5 ( 3 ) .

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log 5 ( 375 ) - log 5 ( 3 )

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

= log 5 ( 375 3 )

= log 5 ( 125 )

= log 5 ( 5 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x ) +2 lg( 1 x 2 )
= 2 lg( x -2 ) + lg( x -1 ) +2 lg( x -2 )
= -4 lg( x ) - lg( x ) -4 lg( x )
= -9 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

= lg( 25 ) +0 + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 125 ) +3 lg( x )

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

= lg( 25 ) +0 + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 125 ) +3 lg( x )

= 4 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:

= 4 lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= 4 lg( x ) + lg( 1 )

= 4 lg( x )