Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 17 (289) .

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Wir suchen den Logarithmus von 289 zur Basis 17, also die Hochzahl mit der man 17 potenzieren muss, um auf 289 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 17 = 289 gilt.

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

log 17 (289) = 2, eben weil 172 = 289 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1 1.000.000 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 1.000.000 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 1 1.000.000 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 1 1.000.000 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 10-Potenz zu schreiben versuchen, also 10 = 1 1.000.000

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

log 10 ( 1 1.000.000 ) = -6, eben weil 10-6 = 1 1.000.000 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 1 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (22) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 22, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 22 ist.

Dabei kommt man auf 4 2 = 42 < 22 und auf 4 3 = 43 > 22.

Und da wir bei log 4 (22) ja das ☐ von 4 = 22 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
42 = 4 2 < 22 < 4 3 = 43

Es gilt somit: 2 < log 4 (22) < 3

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: lg( 0,02 ) - lg( 2 ) .

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lg( 0,02 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.02 2 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 2 x 3 ) - lg( 1 50 x ) + lg( 1 10000 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 2 x 3 ) - lg( 1 50 x ) + lg( 1 10000 x 4 )

= - lg( 1 2 x -3 ) - lg( 1 50 x -1 ) + lg( 1 10000 x -4 )

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

= -( lg( 1 2 ) + lg( 1 x 3 ) ) - ( lg( 1 50 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 1 10000 ) + lg( 1 x 4 ) )

= - lg( 1 2 ) - lg( 1 x 3 ) - lg( 1 50 ) - lg( 1 x ) + lg( 1 10000 ) + lg( 1 x 4 )

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

= - lg( 1 2 ) +3 lg( x ) - lg( 1 50 ) + lg( x ) + lg( 1 10000 ) -4 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( 2 ) +3 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 50 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 10000 ) -4 lg( x )

= - lg( 10000 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= lg( 1 10000 · 50 · 2 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2