Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (100000000) .

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Wir suchen den Logarithmus von 100000000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 100000000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 100000000 gilt.

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

log 10 (100000000) = 8, eben weil 108 = 100000000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 256 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 256 zur Basis 16, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 1 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 1 256 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 16-Potenz zu schreiben versuchen, also 16 = 1 256

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

log 16 ( 1 256 ) = -2, eben weil 16-2 = 1 256 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 14 ( 14 ) .

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Zuerst schreiben wir 14 um: 14 = 14 1 2

log 14 ( 14 ) = log 14 ( 14 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 14 1 2 zur Basis 14 suchen, also die Hochzahl mit der man 14 potenzieren muss, um auf 14 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 14 = 14 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 14 ( 14 ) = log 14 ( 14 1 2 ) = 1 2 , eben weil 14 1 2 = 14 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (22460) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 22460, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 22460 ist.

Dabei kommt man auf 10 4 = 104 < 22460 und auf 10 5 = 105 > 22460.

Und da wir bei log 10 (22460) ja das ☐ von 10 = 22460 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
104 = 10 4 < 22460 < 10 5 = 105

Es gilt somit: 4 < log 10 (22460) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -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( 0.00001x ) -4 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= -5 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 25000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 25000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25000 · 4 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

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( 2x ) + lg( 2 x 3 ) - lg( 4 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 2x ) + lg( 2 x 3 ) - lg( 4 x 2 )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) + ( lg( 2 ) + lg( x 3 ) ) - ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 2 ) + lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x 3 ) - lg( 4 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +3 lg( x ) - lg( 4 ) -2 lg( x )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +3 lg( x ) - lg( 4 ) -2 lg( x )

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

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

= 2 lg( x ) + lg( 1 4 · 2 · 2 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 2 lg( x ) + lg( 1 )

= 2 lg( x )