Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

Lösung einblenden

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 4 ( 4 3 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 4 3 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 4 3 als 4 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 4 = 4 1 3

log 4 ( 4 3 ) = 1 3 , eben weil 4 1 3 = 4 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 4 um: 4 = 4 1 2

log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 1 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 4 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 4 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 4 ) = log 4 ( 4 1 2 ) = 1 2 , eben weil 4 1 2 = 4 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (15) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 15, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 15 ist.

Dabei kommt man auf 4 = 41 < 15 und auf 4 2 = 42 > 15.

Und da wir bei log 4 (15) ja das ☐ von 4 = 15 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
41 = 4 < 15 < 4 2 = 42

Es gilt somit: 1 < log 4 (15) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000 x ) -4 lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 1000000000 x ) -4 lg( x )
= lg( 1000000000 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 9 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= 9 - lg( x ) -4 lg( x )
= -5 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,5 ) - lg( 5 ) .

Lösung einblenden

lg( 0,5 ) - lg( 5 )

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

= lg( 0.5 5 )

= lg( 0,1 )

= lg( 10 -1 )

= -1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 2 ) + lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

Lösung einblenden

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 10 x 2 ) + lg( 20 ) - lg( 1 5 x 2 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 1 10 x 2 ) + lg( 20 ) - lg( 1 5 x 2 )

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

= lg( 1 10 ) + lg( x 2 ) + ( lg( 20 ) + lg( 1 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 1 10 ) + lg( x 2 ) + lg( 20 ) + lg( 1 ) - lg( 1 5 ) - lg( x 2 )

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

= lg( 1 10 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) +0 - lg( 1 5 ) -2 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( 10 ) +2 lg( x ) + lg( 20 ) +0 - lg( 1 ) + lg( 5 ) -2 lg( x )

= lg( 20 ) - lg( 10 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20 10 · 5 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1