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 2 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 16 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 16

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

log 2 ( 1 16 ) = -4, eben weil 2-4 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 10 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 10 um: 1 10 = 10 - 1 2

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

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 - 1 2 gilt.

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (91107705) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 91107705, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 91107705 ist.

Dabei kommt man auf 10 7 = 107 < 91107705 und auf 10 8 = 108 > 91107705.

Und da wir bei log 10 (91107705) ja das ☐ von 10 = 91107705 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
107 = 10 7 < 91107705 < 10 8 = 108

Es gilt somit: 7 < log 10 (91107705) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000x ) +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( 1000x ) +5 lg( x )
= lg( 1000 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 3 ) + lg( x ) +5 lg( x )
= 3 + lg( x ) +5 lg( x )
= 6 lg( x ) +3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50 ) - lg( 5 ) .

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lg( 50 ) - lg( 5 )

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

= lg( 50 5 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( x 3 ) -2 lg( x 2 ) +2 lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( x 3 ) -2 lg( x 2 ) +2 lg( 1 x )
= 2 lg( x 3 ) -2 lg( x 2 ) +2 lg( x -1 )
= 6 lg( x ) -4 lg( x ) -2 lg( x )
=0

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 500000 ) + lg( 20 x 2 ) + lg( 25 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 500000 ) + lg( 20 x 2 ) + lg( 25 x 2 )

= - lg( 500000 ) + lg( 20 x 2 ) + lg( 25 x -2 )

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

= -( lg( 500000 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) )

= - lg( 500000 ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) + lg( x 2 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 2 )

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

= - lg( 500000 ) +0 + lg( 20 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -2 lg( x )

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

= - lg( 500000 ) +0 + lg( 20 ) +2 lg( x ) + lg( 25 ) -2 lg( x )

= - lg( 500000 ) + lg( 25 ) + lg( 20 )

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

= lg( 1 500.000 · 25 · 20 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3