Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 (10000000) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 10000000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10000000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10☐ = 10000000 gilt.

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

log 10 (10000000) = 7, eben weil 107 = 10000000 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 12 ( 12 4 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 12 4 zur Basis 12, also die Hochzahl mit der man 12 potenzieren muss, um auf 12 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 12☐ = 12 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 12 4 als 12 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 12☐ = 12 1 4

log 12 ( 12 4 ) = 1 4 , eben weil 12 1 4 = 12 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 17 ( 1 17 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 17 um: 1 17 = 17 - 1 2

log 17 ( 1 17 ) = log 17 ( 17 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 17 - 1 2 zur Basis 17 suchen, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 17 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17☐ = 17 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 17 ( 1 17 ) = log 17 ( 17 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 17 - 1 2 = 1 17 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 18 (216) liegt.

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Wir suchen 18er-Potenzen in der Näher von 216, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 216 ist.

Dabei kommt man auf 18 = 181 < 216 und auf 18 2 = 182 > 216.

Und da wir bei log 18 (216) ja das ☐ von 18☐ = 216 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
181 = 18 < 216 < 18 2 = 182

Es gilt somit: 1 < log 18 (216) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100x ) -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( 100x ) -2 lg( x )
= lg( 100 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 2 ) + lg( x ) -2 lg( x )
= 2 + lg( x ) -2 lg( x )
= - lg( x ) +2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 2000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 2000 · 5 )

= lg( 10000 )

= lg( 10 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 2 ) + lg( 1 50 x ) + lg( 2 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 2 ) + lg( 1 50 x ) + lg( 2 x 2 )

= lg( 25 x -2 ) + lg( 1 50 x -1 ) + lg( 2 x 2 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) + ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 1 50 ) + lg( 1 x ) + lg( 2 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 1 50 ) - lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

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

= lg( 25 ) -2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 50 ) - lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 50 ) + lg( 25 ) + lg( 2 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 50 · 25 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )