Logarithmus-Rechner

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Was ist ein Logarithmus und was bedeutet er in der Mathematik?

Ein Logarithmus ist die Umkehroperation des Potenzierens. Er beantwortet die Frage: Mit welchem Exponenten muss eine Basis potenziert werden, um eine bestimmte Zahl zu erhalten? Mathematisch bedeutet $\log_b(x) = y$ exakt $b^y = x$.

Beispielsweise ist der Zehnerlogarithmus von 100 gleich 2 ($\log_{10}(100) = 2$), da 10 hoch 2 gleich 100 ist ($10^2 = 100$). Ebenso gilt $\log_{10}(1000) = 3$, da $10^3 = 1000$ ist.

Was ist der natürliche Logarithmus (ln) und warum ist ln(1) gleich null?

Der natürliche Logarithmus $\ln(x)$ besitzt als Basis die Eulersche Zahl $e \approx 2,718281828$. Er findet breite Anwendung in der Analysis, Physik, Finanzmathematik und bei kontinuierlichen Wachstumsprozessen.

Die Auswertung von $\ln(1) = 0$ ergibt 0, da jede Zahl ungleich null hoch 0 gleich 1 ist ($e^0 = 1$). Beachten Sie, dass $\ln(0)$ im Reellen nicht definiert ist, da $e^y > 0$ für alle reellen Zahlen $y$ gilt.

Wie berechnet man Logarithmen mit beliebiger Basis?

Um einen Logarithmus mit einer beliebigen Basis $b$ zu berechnen, sucht man die Zahl $y$, sodass $b^y = x$ gilt. Zum Beispiel ist $\log_2(8) = 3$, weil $2^3 = 8$ ist. Ebenso ist $\log_3(81) = 4$, weil $3^4 = 81$ ist.

Ist der Wert keine ganzzahlige Potenz, nutzt man die Basiswechsel-Formel: $\log_b(x) = \frac{\ln(x)}{\ln(b)} = \frac{\log_{10}(x)}{\log_{10}(b)}$. Beispielsweise ist $\log_2(10) = \frac{\ln(10)}{\ln(2)} \approx 3,321928$.

Welche grundlegenden Logarithmengesetze gibt es?

Für Logarithmen gelten drei zentrale Gesetze: die Produktregel $\log_b(xy) = \log_b(x) + \log_b(y)$, die Quotientenregel $\log_b(x/y) = \log_b(x) - \log_b(y)$ und die Potenzregel $\log_b(x^k) = k \log_b(x)$.

Wichtiger Hinweis: Logarithmen sind nicht additiv zerlegbar. $\log(x + y) \neq \log(x) + \log(y)$. Berechnen Sie immer erst die Summe im Inneren, bevor Sie Logarithmen anwenden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ln(0) und warum ist es nicht definiert?
ln(0) ist im Bereich der reellen Zahlen nicht definiert, da es keinen Exponenten y gibt, für den eʸ = 0 gilt. Für x gegen 0 strebt ln(x) gegen minus unendlich.
Was ist der Unterschied zwischen log und ln auf dem Taschenrechner?
'log' bezeichnet üblicherweise den dekadischen Logarithmus zur Basis 10 (log₁₀), während 'ln' für den natürlichen Logarithmus zur Basis e steht.
Wie lautet die Basiswechsel-Formel für Logarithmen?
Sie lautet logᵦ(x) = ln(x) / ln(b) = log₁₀(x) / log₁₀(b) und erlaubt die Berechnung beliebiger Basen über Standardfunktionen.
Kann man Logarithmen aus negativen Zahlen ziehen?
Im reellen Zahlenbereich müssen Basis und Argument stets echt positiv sein (x > 0, b > 0, b ≠ 1). Negative Werte führen in den Bereich der komplexen Zahlen.

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