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 16 ( 16 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 16 4 zur Basis 16, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 16 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 16 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 16 4 als 16 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 16 = 16 1 4

log 16 ( 16 4 ) = 1 4 , eben weil 16 1 4 = 16 4 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 13 (136) liegt.

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Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 136, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 136 ist.

Dabei kommt man auf 13 = 131 < 136 und auf 13 2 = 132 > 136.

Und da wir bei log 13 (136) ja das ☐ von 13 = 136 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
131 = 13 < 136 < 13 2 = 132

Es gilt somit: 1 < log 13 (136) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) +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( 0,1x ) +5 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= -1 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40 · 25 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 3 ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 2 25 x 7 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 3 ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 2 25 x 7 )

= - lg( 1 25 x -3 ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 2 25 x -7 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 2 25 ) + lg( 1 x 7 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 50 ) + lg( x 4 ) + lg( 2 25 ) + lg( 1 x 7 )

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

= - lg( 1 25 ) +3 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 2 25 ) -7 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( 25 ) +3 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 2 ) - lg( 25 ) -7 lg( x )

= lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50 · 2 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2