Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (16) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 16 gilt.

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 3 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 3 als 10 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 3

log 10 ( 10 3 ) = 1 3 , eben weil 10 1 3 = 10 3 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 14 (31) liegt.

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Wir suchen 14er-Potenzen in der Näher von 31, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 31 ist.

Dabei kommt man auf 14 = 141 < 31 und auf 14 2 = 142 > 31.

Und da wir bei log 14 (31) ja das ☐ von 14 = 31 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
141 = 14 < 31 < 14 2 = 142

Es gilt somit: 1 < log 14 (31) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +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( 0,01x ) +2 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= -2 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20 ) + lg( 50 ) .

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lg( 20 ) + lg( 50 )

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

= lg( 20 · 50 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) -2 lg( 1 x 2 ) + lg( x 2 )
= lg( x 1 2 ) -2 lg( x -2 ) + lg( x 2 )
= 1 2 lg( x ) +4 lg( x ) +2 lg( x )
= 13 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 125 x ) soweit wie möglich.

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lg( 25 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 125 x )

= lg( 25 ) + lg( 5 x 2 ) + lg( 1 125 x -1 )

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

= lg( 25 ) + lg( 1 ) + ( lg( 5 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 1 125 ) + lg( 1 x ) )

= lg( 25 ) + lg( 1 ) + lg( 5 ) + lg( x 2 ) + lg( 1 125 ) + lg( 1 x )

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

= lg( 25 ) +0 + lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 1 125 ) - lg( x )

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

= lg( 25 ) +0 + lg( 5 ) +2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 125 ) - lg( x )

= lg( x ) - lg( 125 ) + lg( 25 ) + lg( 5 )

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

= lg( x ) + lg( 1 125 · 25 · 5 )

= lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )