Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 9 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 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 10000000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 10000000 um: 1 10000000 = 10000000 - 1 2

Man kann erkennen, dass 10000000 eine Potenz ist: 10000000 = 10 7

Also schreiben wir 1 10000000 = 10000000 - 1 2 = ( 10 7 ) - 1 2 = 10 - 7 2

log 10 ( 1 10000000 ) = log 10 ( 10 - 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 - 7 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 - 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 - 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1 10000000 ) = log 10 ( 10 - 7 2 ) = - 7 2 , eben weil 10 - 7 2 = 1 10000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 19 (242) liegt.

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Wir suchen 19er-Potenzen in der Näher von 242, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 242 ist.

Dabei kommt man auf 19 = 191 < 242 und auf 19 2 = 192 > 242.

Und da wir bei log 19 (242) ja das ☐ von 19 = 242 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
191 = 19 < 242 < 19 2 = 192

Es gilt somit: 1 < log 19 (242) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000 x ) -5 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( 1000000 x ) -5 lg( x )
= lg( 1000000 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 6 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= 6 - lg( x ) -5 lg( x )
= -6 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 25000 ) + lg( 4 ) .

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lg( 25000 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25000 · 4 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x )
= lg( x 1 2 ) + lg( x -2 ) + lg( x -1 )
= 1 2 lg( x ) -2 lg( x ) - lg( x )
= - 5 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x 2 ) + lg( 5x ) - lg( 1 10 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x 2 ) + lg( 5x ) - lg( 1 10 x 3 )

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

= lg( 2 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 5 ) + lg( x ) ) - ( lg( 1 10 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 2 ) + lg( x 2 ) + lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 1 10 ) - lg( x 3 )

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

= lg( 2 ) +2 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 1 10 ) -3 lg( x )

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

= lg( 2 ) +2 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 10 ) -3 lg( x )

= lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 10 · 5 · 2 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2