Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (1) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 gilt.

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

log 5 (1) = 0, eben weil 50 = 1 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 1 1000000000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 1000000000 um: 1 1000000000 = 1000000000 -1

Man kann erkennen, dass 1000000000 eine Potenz ist: 1000000000 = 10 9

Also schreiben wir 1 1000000000 = 1000000000 -1 = ( 10 9 ) -1 = 10 -9

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 10 sondern zur Basis 100 suchen und 100 gerade 10² ist (also 10 = 100 = 100 1 2 ), formen wir 10 -9 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 -9 = ( 100 1 2 ) -9 = 100 - 9 2

log 100 ( 1 1000000000 ) = log 100 ( 10 -9 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 -9 = 100 - 9 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 -9 = 100 - 9 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 -9 = 100 - 9 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 1 1000000000 ) = log 100 ( 10 -9 ) = log 100 ( 100 - 9 2 ) = - 9 2 , eben weil 100 - 9 2 = 1 1000000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 11 (51) liegt.

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Wir suchen 11er-Potenzen in der Näher von 51, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 51 ist.

Dabei kommt man auf 11 = 111 < 51 und auf 11 2 = 112 > 51.

Und da wir bei log 11 (51) ja das ☐ von 11 = 51 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
111 = 11 < 51 < 11 2 = 112

Es gilt somit: 1 < log 11 (51) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000x ) -3 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( 10000x ) -3 lg( x )
= lg( 10000 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 4 ) + lg( x ) -3 lg( x )
= 4 + lg( x ) -3 lg( x )
= -2 lg( x ) +4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,05 ) - lg( 50 ) .

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lg( 0,05 ) - lg( 50 )

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

= lg( 0.05 50 )

= lg( 0,001 )

= lg( 10 -3 )

= -3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( x 4 ) + lg( x )
= 2 lg( x 4 ) + lg( x 1 2 )
= 8 lg( x ) + 1 2 lg( x )
= 17 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 6 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 1 625.000 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 6 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 1 625.000 x 4 )

= lg( 25 x -6 ) + lg( 25 x 2 ) + lg( 1 625.000 x 4 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 x 6 ) + ( lg( 25 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 1 625.000 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 x 6 ) + lg( 25 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 625.000 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 25 ) -6 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 1 625.000 ) +4 lg( x )

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

= lg( 25 ) -6 lg( x ) + lg( 25 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 625000 ) +4 lg( x )

= - lg( 625000 ) + lg( 25 ) + lg( 25 )

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

= lg( 1 625.000 · 25 · 25 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3