Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (8) .

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Wir suchen den Logarithmus von 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 8 gilt.

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

log 2 (8) = 3, eben weil 23 = 8 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 10.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 10.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 10.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 10.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 10.000.000

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

log 10 ( 1 10.000.000 ) = -7, eben weil 10-7 = 1 10.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 225 ( 1 15 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 15 um: 1 15 = 15 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 15 sondern zur Basis 225 suchen und 225 gerade 15² ist (also 15 = 225 = 225 1 2 ), formen wir 15 -1 noch so um, dass sie 225 als Basis hat:

15 -1 = ( 225 1 2 ) -1 = 225 - 1 2

log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 -1 = 225 - 1 2 zur Basis 225 suchen, also die Hochzahl mit der man 225 potenzieren muss, um auf 15 -1 = 225 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 225 = 15 -1 = 225 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) = log 225 ( 225 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 225 - 1 2 = 1 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 16 (237) liegt.

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Wir suchen 16er-Potenzen in der Näher von 237, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 237 ist.

Dabei kommt man auf 16 = 161 < 237 und auf 16 2 = 162 > 237.

Und da wir bei log 16 (237) ja das ☐ von 16 = 237 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
161 = 16 < 237 < 16 2 = 162

Es gilt somit: 1 < log 16 (237) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) -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( 0,1x ) -2 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -1 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 400 ) - lg( 4 ) .

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lg( 400 ) - lg( 4 )

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

= lg( 400 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

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 4 x ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 5 x 5 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 4 x ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 5 x 5 )

= - lg( 1 4 x -1 ) + lg( 50 x 4 ) + lg( 5 x -5 )

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

= -( lg( 1 4 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 5 ) )

= - lg( 1 4 ) - lg( 1 x ) + lg( 50 ) + lg( x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 5 )

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

= - lg( 1 4 ) + lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -5 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( 4 ) + lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -5 lg( x )

= lg( 50 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= lg( 50 · 5 · 4 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3