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 ( 1 27 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 128 ) .

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Man kann erkennen, dass 128 eine Potenz ist: 128 = 2 7

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 2 sondern zur Basis 4 suchen und 4 gerade 2² ist (also 2 = 4 = 4 1 2 ), formen wir 2 7 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 7 = ( 4 1 2 ) 7 = 4 7 2

log 4 ( 128 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 7 = 4 7 2 zur Basis 4 suchen, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 2 7 = 4 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 2 7 = 4 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 4 ( 128 ) = log 4 ( 4 7 2 ) = 7 2 , eben weil 4 7 2 = 128 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (823171) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 823171, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 823171 ist.

Dabei kommt man auf 10 5 = 105 < 823171 und auf 10 6 = 106 > 823171.

Und da wir bei log 10 (823171) ja das ☐ von 10 = 823171 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
105 = 10 5 < 823171 < 10 6 = 106

Es gilt somit: 5 < log 10 (823171) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000000x ) -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( 10000000000x ) -5 lg( x )
= lg( 10000000000 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 10 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= 10 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) +10

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 2000000 ) + lg( 50 ) .

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lg( 2000000 ) + lg( 50 )

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

= lg( 2000000 · 50 )

= lg( 100000000 )

= lg( 10 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 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 )
= 2 lg( x )
= 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 10 x 4 ) + lg( 2 x 2 ) - lg( 1 5 x ) soweit wie möglich.

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- lg( 10 x 4 ) + lg( 2 x 2 ) - lg( 1 5 x )

= - lg( 10 x 4 ) + lg( 2 x 2 ) - lg( 1 5 x -1 )

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

= -( lg( 10 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( 1 x ) )

= - lg( 10 ) - lg( x 4 ) + lg( 2 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 5 ) - lg( 1 x )

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

= - lg( 10 ) -4 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 5 ) + lg( x )

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

= - lg( 10 ) -4 lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) + lg( x )

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

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

= - lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )