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 1000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1000 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 1000

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

log 10 ( 1 1000 ) = -3, eben weil 10-3 = 1 1000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 10000000 ) .

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

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

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

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 -7 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -7 = ( 100 1 2 ) -7 = 100 - 7 2

log 100 ( 1 10000000 ) = log 100 ( 10 -7 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -7 = 100 - 7 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -7 = 100 - 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 -7 = 100 - 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 10000000 ) = log 100 ( 10 -7 ) = log 100 ( 100 - 7 2 ) = - 7 2 , eben weil 100 - 7 2 = 1 10000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (14) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 14, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 14 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 14 und auf 3 3 = 33 > 14.

Und da wir bei log 3 (14) ja das ☐ von 3 = 14 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 14 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (14) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +4 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( 0,01x ) +4 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -2 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 5000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 5000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5000 · 2 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) +2 lg( 1 x 2 ) + 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 ) +2 lg( 1 x 2 ) + lg( x )
= lg( x - 1 2 ) +2 lg( x -2 ) + lg( x 1 2 )
= - 1 2 lg( x ) -4 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 50 x 3 ) - lg( 1 20 x 2 ) - lg( 1000 x ) soweit wie möglich.

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lg( 50 x 3 ) - lg( 1 20 x 2 ) - lg( 1000 x )

= lg( 50 x 3 ) - lg( 1 20 x 2 ) - lg( 1000 x -1 )

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

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1000 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 50 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 20 ) - lg( x 2 ) - lg( 1000 ) - lg( 1 x )

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

= lg( 50 ) +3 lg( x ) - lg( 1 20 ) -2 lg( x ) - lg( 1000 ) + 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( 1 ) + lg( 20 ) -2 lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( x )

= 2 lg( x ) - lg( 1000 ) + lg( 50 ) + lg( 20 )

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 1000 · 50 · 20 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )