Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (25) .

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Wir suchen den Logarithmus von 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 25 zu kommen.

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

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 13 ( 13 ) .

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Zuerst schreiben wir 13 um: 13 = 13 1 2

log 13 ( 13 ) = log 13 ( 13 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 1 2 zur Basis 13 suchen, also die Hochzahl mit der man 13 potenzieren muss, um auf 13 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 13 = 13 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 13 ( 13 ) = log 13 ( 13 1 2 ) = 1 2 , eben weil 13 1 2 = 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (442404) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 442404, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 442404 ist.

Dabei kommt man auf 10 5 = 105 < 442404 und auf 10 6 = 106 > 442404.

Und da wir bei log 10 (442404) ja das ☐ von 10 = 442404 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
105 = 10 5 < 442404 < 10 6 = 106

Es gilt somit: 5 < log 10 (442404) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100 x ) +3 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( 100 x ) +3 lg( x )
= lg( 100 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= lg( 10 2 ) - lg( x ) +3 lg( x )
= 2 - lg( x ) +3 lg( x )
= 2 lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,003 ) - lg( 3 ) .

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lg( 0,003 ) - lg( 3 )

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

= lg( 0.003 3 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 100 ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 100 ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 20 x 2 )

= lg( 1 100 ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 20 x -2 )

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

= lg( 1 100 ) + lg( 1 ) + ( lg( 5 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 1 100 ) + lg( 1 ) + lg( 5 ) + lg( x 3 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 2 )

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

= lg( 1 100 ) +0 + lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) -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( 100 ) +0 + lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) -2 lg( x )

= lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= lg( x ) + lg( 1 100 · 20 · 5 )

= lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )