Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 (5) .

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

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

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

log 5 (5) = 1, eben weil 51 = 5 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 18 ( 18 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 18 zur Basis 18, also die Hochzahl mit der man 18 potenzieren muss, um auf 18 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 18 = 18 gilt.

Wenn wir jetzt die 18 als 18 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 18 = 18 1 2

log 18 ( 18 ) = 1 2 , eben weil 18 1 2 = 18 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 100 ( 10000000 ) .

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

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 7 noch so um, dass sie 100 als Basis hat:

10 7 = ( 100 1 2 ) 7 = 100 7 2

log 100 ( 10000000 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 7 = 100 7 2 zur Basis 100 suchen, also die Hochzahl mit der man 100 potenzieren muss, um auf 10 7 = 100 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 100 = 10 7 = 100 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 100 ( 10000000 ) = log 100 ( 100 7 2 ) = 7 2 , eben weil 100 7 2 = 10000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 989.709 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 989.709 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 989.709 ist.

Dabei kommt man auf 1 1000000 = 1 10 6 = 10-6 < 1 989.709 und auf 1 100000 = 1 10 5 = 10-5 > 1 989.709 .

Und da wir bei log 10 ( 1 989.709 ) ja das ☐ von 10 = 1 989.709 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -6 und -5 liegen, wegen:
10-6 = 1 10 6 = 1 1000000 < 1 989.709 < 1 100000 = 1 10 5 = 10-5

Es gilt somit: -6 < log 10 ( 1 989.709 ) < -5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) +4 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( 10000000x ) +4 lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 7 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,04 ) - lg( 4 ) .

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lg( 0,04 ) - lg( 4 )

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

= lg( 0.04 4 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( 1 x 2 ) + lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4 x 3 ) - lg( 200 x 9 ) + lg( 50 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 4 x 3 ) - lg( 200 x 9 ) + lg( 50 x 4 )

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

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) - ( lg( 200 ) + lg( x 9 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 4 ) + lg( x 3 ) - lg( 200 ) - lg( x 9 ) + lg( 50 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) - lg( 200 ) -9 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x )

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

= lg( 4 ) +3 lg( x ) - lg( 200 ) -9 lg( x ) + lg( 50 ) +4 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

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

= -2 lg( x )