Aufgabenbeispiele von Logarithmus

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

Lösung einblenden

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 81 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 81 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 81 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3☐ = 1 81 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 81

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

log 3 ( 1 81 ) = -4, eben weil 3-4 = 1 81 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 10000000 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 10000000 um: 1 10000000 = 10000000 - 1 2

Man kann erkennen, dass 10000000 eine Potenz ist: 10000000 = 10 7

Also schreiben wir 1 10000000 = 10000000 - 1 2 = ( 10 7 ) - 1 2 = 10 - 7 2

log 10 ( 1 10000000 ) = log 10 ( 10 - 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 - 7 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 - 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10 - 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1 10000000 ) = log 10 ( 10 - 7 2 ) = - 7 2 , eben weil 10 - 7 2 = 1 10000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 ( 1 8 ) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 8 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 8 ist.

Dabei kommt man auf 1 9 = 1 3 2 = 3-2 < 1 8 und auf 1 3 = 1 3 = 3-1 > 1 8 .

Und da wir bei log 3 ( 1 8 ) ja das ☐ von 3☐ = 1 8 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
3-2 = 1 3 2 = 1 9 < 1 8 < 1 3 = 1 3 = 3-1

Es gilt somit: -2 < log 3 ( 1 8 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) + lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 0,01x ) + lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) + lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) + lg( x )
= -2 + lg( x ) + lg( x )
= 2 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,5 ) - lg( 50 ) .

Lösung einblenden

lg( 0,5 ) - lg( 50 )

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

= lg( 0.5 50 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) +2 lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) +2 lg( 1 x 2 )
= lg( x 4 ) +2 lg( x -2 )
= 4 lg( x ) -4 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 ) + lg( 1 40 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 20 ) + lg( 1 40 x 2 ) - lg( 1 2 x 3 )

= lg( 20 ) + lg( 1 40 x 2 ) - lg( 1 2 x -3 )

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

= lg( 20 ) + lg( 1 ) + ( lg( 1 40 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 3 ) )

= lg( 20 ) + lg( 1 ) + lg( 1 40 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 3 )

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

= lg( 20 ) +0 + lg( 1 40 ) +2 lg( x ) - lg( 1 2 ) +3 lg( x )

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

= lg( 20 ) +0 + lg( 1 ) - lg( 40 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 2 ) +3 lg( x )

= 5 lg( x ) - lg( 40 ) + lg( 20 ) + lg( 2 )

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

= 5 lg( x ) + lg( 1 40 · 20 · 2 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 5 lg( x ) + lg( 1 )

= 5 lg( x )