Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 125 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 125 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 1 125 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 1 125 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 5-Potenz zu schreiben versuchen, also 5 = 1 125

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

log 5 ( 1 125 ) = -3, eben weil 5-3 = 1 125 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1000000000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1000000000 um: 1000000000 = 1000000000 1 2

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

Also schreiben wir 1000000000 = 1000000000 1 2 = ( 10 9 ) 1 2 = 10 9 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (4267) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 4267, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 4267 ist.

Dabei kommt man auf 10 3 = 103 < 4267 und auf 10 4 = 104 > 4267.

Und da wir bei log 10 (4267) ja das ☐ von 10 = 4267 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
103 = 10 3 < 4267 < 10 4 = 104

Es gilt somit: 3 < log 10 (4267) < 4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000x ) - 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 ) - lg( x )
= lg( 10000000 ) + lg( x ) - lg( x )
= lg( 10 7 ) + lg( x ) - lg( x )
= 7 + lg( x ) - lg( x )
= 7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 5 ( 100 ) - log 5 ( 20 ) .

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log 5 ( 100 ) - log 5 ( 20 )

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

= log 5 ( 100 20 )

= log 5 ( 5 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( x ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( x ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 20 x 3 )

= - lg( x ) + lg( 5 x -2 ) + lg( 20 x 3 )

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

= -( lg( 1 ) + lg( x ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 1 ) - lg( x ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 2 ) + lg( 20 ) + lg( x 3 )

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

= - lg( 1 ) - lg( x ) + lg( 5 ) -2 lg( x ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

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

= - lg( 1 ) - lg( x ) + lg( 5 ) -2 lg( x ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

= lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20 · 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2