Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (100000000) .

Lösung einblenden

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 19 ( 19 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 19 4 zur Basis 19, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 19 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 19 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 19 4 als 19 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 19 = 19 1 4

log 19 ( 19 4 ) = 1 4 , eben weil 19 1 4 = 19 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (156905865) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 156905865, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 156905865 ist.

Dabei kommt man auf 10 8 = 108 < 156905865 und auf 10 9 = 109 > 156905865.

Und da wir bei log 10 (156905865) ja das ☐ von 10 = 156905865 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 8 und 9 liegen, wegen:
108 = 10 8 < 156905865 < 10 9 = 109

Es gilt somit: 8 < log 10 (156905865) < 9

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000x ) -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( 100000x ) -2 lg( x )
= lg( 100000 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 5 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 5 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,2 ) - lg( 20 ) .

Lösung einblenden

lg( 0,2 ) - lg( 20 )

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

= lg( 0.2 20 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 3 ) - lg( 1 20 x 7 ) + lg( 10 x 4 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 5 x 3 ) - lg( 1 20 x 7 ) + lg( 10 x 4 )

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

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 1 20 ) + lg( x 7 ) ) + ( lg( 10 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 5 ) + lg( x 3 ) - lg( 1 20 ) - lg( x 7 ) + lg( 10 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 5 ) +3 lg( x ) - lg( 1 20 ) -7 lg( x ) + lg( 10 ) +4 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( 1 ) + lg( 20 ) -7 lg( x ) + lg( 10 ) +4 lg( x )

= lg( 20 ) + lg( 10 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20 · 10 · 5 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3