Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (1000000) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1000000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1000000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1000000 gilt.

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

log 10 (1000000) = 6, eben weil 106 = 1000000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 18 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 18 4 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 18 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 18 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 18 4 als 18 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 18 = 18 1 4

log 18 ( 18 4 ) = 1 4 , eben weil 18 1 4 = 18 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 125 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 125 um: 1 125 = 125 - 1 2

Man kann erkennen, dass 125 eine Potenz ist: 125 = 5 3

Also schreiben wir 1 125 = 125 - 1 2 = ( 5 3 ) - 1 2 = 5 - 3 2

log 5 ( 1 125 ) = log 5 ( 5 - 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 3 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 125 ) = log 5 ( 5 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 5 - 3 2 = 1 125 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (5871) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 5871, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 5871 ist.

Dabei kommt man auf 10 3 = 103 < 5871 und auf 10 4 = 104 > 5871.

Und da wir bei log 10 (5871) ja das ☐ von 10 = 5871 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
103 = 10 3 < 5871 < 10 4 = 104

Es gilt somit: 3 < log 10 (5871) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000x ) -2 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( 1000000000x ) -2 lg( x )
= lg( 1000000000 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 9 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 9 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2 ) - lg( 20 ) .

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lg( 2 ) - lg( 20 )

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

= lg( 2 20 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) 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 -1 )
= - lg( x )
= - lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 80 x 2 ) - lg( 1 4 x 3 ) + lg( 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 80 x 2 ) - lg( 1 4 x 3 ) + lg( 20 x 3 )

= lg( 1 80 x -2 ) - lg( 1 4 x -3 ) + lg( 20 x -3 )

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

= lg( 1 80 ) + lg( 1 x 2 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 1 80 ) + lg( 1 x 2 ) - lg( 1 4 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 20 ) + lg( 1 x 3 )

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

= lg( 1 80 ) -2 lg( x ) - lg( 1 4 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) -3 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( 80 ) -2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) -3 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 80 ) + lg( 20 ) + lg( 4 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 80 · 20 · 4 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 )

= -2 lg( x )