Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 25 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 25 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 25

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

log 5 ( 1 25 ) = -2, eben weil 5-2 = 1 25 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

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Zuerst schreiben wir 3 um: 3 = 3 1 2

log 3 ( 3 ) = log 3 ( 3 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 1 2 zur Basis 3 suchen, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 3 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 3 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 3 ( 3 ) = log 3 ( 3 1 2 ) = 1 2 , eben weil 3 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (223) .

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 223, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 223 ist.

Dabei kommt man auf 2 7 = 27 < 223 und auf 2 8 = 28 > 223.

Und da wir bei log 2 (223) ja das ☐ von 2 = 223 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
27 = 2 7 < 223 < 2 8 = 28

Es gilt somit: 7 < log 2 (223) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 3 ( 81x ) - log 3 ( 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):
log 3 ( 81x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 81 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 3 4 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 4 + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 400 ) + lg( 25 ) .

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lg( 400 ) + lg( 25 )

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

= lg( 400 · 25 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( 1 x ) +2 lg( x 3 )
= lg( x 1 2 ) + lg( x -1 ) +2 lg( x 3 )
= 1 2 lg( x ) - lg( x ) +6 lg( x )
= 11 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 3 ) + lg( 20x ) + lg( 1 100 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 3 ) + lg( 20x ) + lg( 1 100 x 4 )

= lg( 50 x 3 ) + lg( 20x ) + lg( 1 100 x -4 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 20 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 100 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) + lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 1 100 ) + lg( 1 x 4 )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 1 100 ) -4 lg( x )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) -4 lg( x )

= - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 100 · 50 · 20 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1