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 5 (25) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 25 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 25 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 25 gilt.

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

log 5 (25) = 2, eben weil 52 = 25 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 10.000.000 ) .

Lösung einblenden

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 361 ( 1 19 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 19 um: 1 19 = 19 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 19 sondern zur Basis 361 suchen und 361 gerade 19² ist (also 19 = 361 = 361 1 2 ), formen wir 19 -1 noch so um, dass sie 361 als Basis hat:

19 -1 = ( 361 1 2 ) -1 = 361 - 1 2

log 361 ( 1 19 ) = log 361 ( 19 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 -1 = 361 - 1 2 zur Basis 361 suchen, also die Hochzahl mit der man 361 potenzieren muss, um auf 19 -1 = 361 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 361 = 19 -1 = 361 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 361 ( 1 19 ) = log 361 ( 19 -1 ) = log 361 ( 361 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 361 - 1 2 = 1 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 ( 1 7 ) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 1 7 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 7 ist.

Dabei kommt man auf 1 16 = 1 4 2 = 4-2 < 1 7 und auf 1 4 = 1 4 = 4-1 > 1 7 .

Und da wir bei log 4 ( 1 7 ) ja das ☐ von 4 = 1 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
4-2 = 1 4 2 = 1 16 < 1 7 < 1 4 = 1 4 = 4-1

Es gilt somit: -2 < log 4 ( 1 7 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) -5 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( 10000000x ) -5 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 7 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 2 ) .

Lösung einblenden

lg( 0,02 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.02 2 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) -2 lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

Lösung einblenden

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 4 ) + lg( 5 x 6 ) + lg( 1 20 x ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 4 x 4 ) + lg( 5 x 6 ) + lg( 1 20 x )

= lg( 4 x 4 ) + lg( 5 x -6 ) + lg( 1 20 x -1 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 6 ) ) + ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 4 ) + lg( x 4 ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 1 20 ) + lg( 1 x )

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

= lg( 4 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -6 lg( x ) + lg( 1 20 ) - lg( x )

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

= lg( 4 ) +4 lg( x ) + lg( 5 ) -6 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 20 ) - lg( x )

= -3 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:

= -3 lg( x ) + lg( 1 20 · 5 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= -3 lg( x ) + lg( 1 )

= -3 lg( x )