Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

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Wir suchen den Logarithmus von 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 256 gilt.

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

log 2 (256) = 8, eben weil 28 = 256 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 3 ) .

Lösung einblenden

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

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

Wenn wir jetzt die 3 als 3 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 3 = 3 1 2

log 3 ( 3 ) = 1 2 , eben weil 3 1 2 = 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 19 ( 1 19 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 19 um: 1 19 = 19 - 1 2

log 19 ( 1 19 ) = log 19 ( 19 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 - 1 2 zur Basis 19 suchen, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 19 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 19 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 19 ( 1 19 ) = log 19 ( 19 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 19 - 1 2 = 1 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 ( 1 34777 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 34777 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 34777 ist.

Dabei kommt man auf 1 100000 = 1 10 5 = 10-5 < 1 34777 und auf 1 10000 = 1 10 4 = 10-4 > 1 34777 .

Und da wir bei log 10 ( 1 34777 ) ja das ☐ von 10 = 1 34777 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -5 und -4 liegen, wegen:
10-5 = 1 10 5 = 1 100000 < 1 34777 < 1 10000 = 1 10 4 = 10-4

Es gilt somit: -5 < log 10 ( 1 34777 ) < -4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000000000 ) + lg( 5 ) .

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lg( 2000000000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 2000000000 · 5 )

= lg( 10000000000 )

= lg( 10 10 )

= 10

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x ) +2 lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) +2 lg( x 3 )
= lg( x 1 2 ) +2 lg( x 3 )
= 1 2 lg( x ) +6 lg( x )
= 13 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 20 x 9 ) + lg( 5x ) + lg( 1 100 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 20 x 9 ) + lg( 5x ) + lg( 1 100 x 3 )

= lg( 20 x -9 ) + lg( 5x ) + lg( 1 100 x 3 )

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

= lg( 20 ) + lg( 1 x 9 ) + ( lg( 5 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 20 ) + lg( 1 x 9 ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 100 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 20 ) -9 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 100 ) +3 lg( x )

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

= lg( 20 ) -9 lg( x ) + lg( 5 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +3 lg( x )

= -5 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= -5 lg( x ) + lg( 1 100 · 20 · 5 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= -5 lg( x ) + lg( 1 )

= -5 lg( x )