Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 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 10 ( 1 100000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 100000 um: 1 100000 = 100000 - 1 2

Man kann erkennen, dass 100000 eine Potenz ist: 100000 = 10 5

Also schreiben wir 1 100000 = 100000 - 1 2 = ( 10 5 ) - 1 2 = 10 - 5 2

log 10 ( 1 100000 ) = log 10 ( 10 - 5 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 - 5 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 - 5 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 - 5 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1 100000 ) = log 10 ( 10 - 5 2 ) = - 5 2 , eben weil 10 - 5 2 = 1 100000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (17) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 17, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 17 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 17 und auf 3 3 = 33 > 17.

Und da wir bei log 3 (17) ja das ☐ von 3 = 17 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 17 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (17) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,0001x ) -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( 0,0001x ) -2 lg( x )
= lg( 0,0001 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -4 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= -4 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) -4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) + lg( 2 ) .

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lg( 500 ) + lg( 2 )

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

= lg( 500 · 2 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 20x ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 4 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 20x ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 4 x 3 )

= - lg( 20x ) + lg( 5 x 3 ) + lg( 4 x -3 )

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

= -( lg( 20 ) + lg( x ) ) + ( lg( 5 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x 3 ) )

= - lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x 3 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x 3 )

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

= - lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 4 ) -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 ) - lg( x ) + lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 4 ) -3 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 20 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= - lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )