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 10 (1000) .

Lösung einblenden

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

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1000 gilt.

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

log 10 (1000) = 3, eben weil 103 = 1000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 15 ( 1 225 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 225 zur Basis 15, also die Hochzahl mit der man 15 potenzieren muss, um auf 1 225 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 15 = 1 225 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 15-Potenz zu schreiben versuchen, also 15 = 1 225

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

log 15 ( 1 225 ) = -2, eben weil 15-2 = 1 225 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 1 3 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 3 um: 1 3 = 3 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 -1 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 -1 = ( 9 1 2 ) -1 = 9 - 1 2

log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 -1 = 9 - 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 -1 = 9 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 -1 = 9 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 1 3 ) = log 9 ( 3 -1 ) = log 9 ( 9 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 9 - 1 2 = 1 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 297.972.327 ) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 297.972.327 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 297.972.327 ist.

Dabei kommt man auf 1 1000000000 = 1 10 9 = 10-9 < 1 297.972.327 und auf 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8 > 1 297.972.327 .

Und da wir bei log 10 ( 1 297.972.327 ) ja das ☐ von 10 = 1 297.972.327 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -9 und -8 liegen, wegen:
10-9 = 1 10 9 = 1 1000000000 < 1 297.972.327 < 1 100000000 = 1 10 8 = 10-8

Es gilt somit: -9 < log 10 ( 1 297.972.327 ) < -8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000x ) -2 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( 1000x ) -2 lg( x )
= lg( 1000 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 3 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 3 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 200 ) - lg( 20 ) .

Lösung einblenden

lg( 200 ) - lg( 20 )

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

= lg( 200 20 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 20 x ) + lg( 1 4 x ) - lg( 1 20 x 2 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

- lg( 1 20 x ) + lg( 1 4 x ) - lg( 1 20 x 2 )

= - lg( 1 20 x ) + lg( 1 4 x -1 ) - lg( 1 20 x -2 )

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

= -( lg( 1 20 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 4 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 1 20 ) - lg( x ) + lg( 1 4 ) + lg( 1 x ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 1 20 ) - lg( x ) + lg( 1 4 ) - lg( x ) - lg( 1 20 ) +2 lg( x )

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

= - lg( 1 ) + lg( 20 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 4 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

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

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

= lg( 20 · 20 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2