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 4 ( 1 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 4 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 4-Potenz zu schreiben versuchen, also 4 = 1 4

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 8 ) .

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Zuerst schreiben wir 8 um: 8 = 8 1 2

Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

Also schreiben wir 8 = 8 1 2 = ( 2 3 ) 1 2 = 2 3 2

log 2 ( 8 ) = log 2 ( 2 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 3 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 2 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 8 ) = log 2 ( 2 3 2 ) = 3 2 , eben weil 2 3 2 = 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 (21) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 21, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 21 ist.

Dabei kommt man auf 3 2 = 32 < 21 und auf 3 3 = 33 > 21.

Und da wir bei log 3 (21) ja das ☐ von 3 = 21 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
32 = 3 2 < 21 < 3 3 = 33

Es gilt somit: 2 < log 3 (21) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 2 ( 64x ) - log 2 ( 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):
log 2 ( 64x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 64 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 2 6 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 6 + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000 ) + lg( 20 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 20 )

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

= lg( 50000 · 20 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( x 4 ) + lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x 4 ) + lg( 1 x 3 )
= lg( x 4 ) + lg( x -3 )
= 4 lg( x ) -3 lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 25 x 2 ) - lg( 1 4 x 2 ) + lg( 1 100 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 25 x 2 ) - lg( 1 4 x 2 ) + lg( 1 100 x 3 )

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

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 1 100 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 25 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 4 ) - lg( x 2 ) + lg( 1 100 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 4 ) -2 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( 25 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -2 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) +3 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )