Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (10000000) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 10000000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10000000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10000000 gilt.

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

log 10 (10000000) = 7, eben weil 107 = 10000000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1000 ) .

Lösung einblenden

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 17 ( 1 17 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 17 um: 1 17 = 17 - 1 2

log 17 ( 1 17 ) = log 17 ( 17 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 17 - 1 2 zur Basis 17 suchen, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 17 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17 = 17 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 17 ( 1 17 ) = log 17 ( 17 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 17 - 1 2 = 1 17 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 13 (149) liegt.

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Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 149, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 149 ist.

Dabei kommt man auf 13 = 131 < 149 und auf 13 2 = 132 > 149.

Und da wir bei log 13 (149) ja das ☐ von 13 = 149 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
131 = 13 < 149 < 13 2 = 132

Es gilt somit: 1 < log 13 (149) < 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: log 4 ( 200 ) - log 4 ( 50 ) .

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log 4 ( 200 ) - log 4 ( 50 )

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

= log 4 ( 200 50 )

= log 4 ( 4 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x ) +2 lg( 1 x 3 ) +4 lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( x ) +2 lg( 1 x 3 ) +4 lg( 1 x )
= 4 lg( x 1 2 ) +2 lg( x -3 ) +4 lg( x -1 )
= 2 lg( x ) -6 lg( x ) -4 lg( x )
= -8 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 3 ) + lg( 25 x 4 ) - lg( 1250 x ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 3 ) + lg( 25 x 4 ) - lg( 1250 x )

= lg( 5 x 3 ) + lg( 25 x -4 ) - lg( 1250 x -1 )

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

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 4 ) ) - ( lg( 1250 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 4 ) - lg( 1250 ) - lg( 1 x )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) -4 lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( x )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) + lg( 25 ) -4 lg( x ) - lg( 1250 ) + lg( x )

= - lg( 1250 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 1250 · 25 · 5 )

= lg( 1 10 )

= lg( 10 -1 )

= -1