Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (128) .

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Wir suchen den Logarithmus von 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 128 gilt.

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

log 2 (128) = 7, eben weil 27 = 128 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 3 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 3 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 3 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 3 als 10 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 3

log 10 ( 10 3 ) = 1 3 , eben weil 10 1 3 = 10 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 4 ) .

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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 10 ( 1 36147 ) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 1 36147 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 36147 ist.

Dabei kommt man auf 1 100000 = 1 10 5 = 10-5 < 1 36147 und auf 1 10000 = 1 10 4 = 10-4 > 1 36147 .

Und da wir bei log 10 ( 1 36147 ) ja das ☐ von 10 = 1 36147 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -5 und -4 liegen, wegen:
10-5 = 1 10 5 = 1 100000 < 1 36147 < 1 10000 = 1 10 4 = 10-4

Es gilt somit: -5 < log 10 ( 1 36147 ) < -4

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) +2 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( 0,1x ) +2 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) +2 lg( x )
= -1 + lg( x ) +2 lg( x )
= 3 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 2 ( 32 ) - log 2 ( 4 ) .

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log 2 ( 32 ) - log 2 ( 4 )

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

= log 2 ( 32 4 )

= log 2 ( 8 )

= log 2 ( 2 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 lg( x 3 ) + lg( x 3 ) -2 lg( x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
4 lg( x 3 ) + lg( x 3 ) -2 lg( x 2 )
= 12 lg( x ) +3 lg( x ) -4 lg( x )
= 11 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 4 x 3 ) - lg( 20000 x ) + lg( 5 x 4 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 4 x 3 ) - lg( 20000 x ) + lg( 5 x 4 )

= - lg( 1 4 x -3 ) - lg( 20000 x -1 ) + lg( 5 x -4 )

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

= -( lg( 1 4 ) + lg( 1 x 3 ) ) - ( lg( 20000 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 5 ) + lg( 1 x 4 ) )

= - lg( 1 4 ) - lg( 1 x 3 ) - lg( 20000 ) - lg( 1 x ) + lg( 5 ) + lg( 1 x 4 )

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

= - lg( 1 4 ) +3 lg( x ) - lg( 20000 ) + lg( x ) + lg( 5 ) -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( 4 ) +3 lg( x ) - lg( 20000 ) + lg( x ) + lg( 5 ) -4 lg( x )

= - lg( 20000 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 20000 · 5 · 4 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3