Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 3 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 3 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 3 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 3 als 2 1 3 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 3

log 2 ( 2 3 ) = 1 3 , eben weil 2 1 3 = 2 3 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 2 ) .

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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 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 = 4 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (162) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 162, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 162 ist.

Dabei kommt man auf 2 7 = 27 < 162 und auf 2 8 = 28 > 162.

Und da wir bei log 2 (162) ja das ☐ von 2 = 162 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
27 = 2 7 < 162 < 2 8 = 28

Es gilt somit: 7 < log 2 (162) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) +4 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 ) +4 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -1 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 36 ) - log 3 ( 4 ) .

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log 3 ( 36 ) - log 3 ( 4 )

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

= log 3 ( 36 4 )

= log 3 ( 9 )

= log 3 ( 3 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x 3 )
= -2 lg( x -2 ) + lg( x -3 )
= 4 lg( x ) -3 lg( x )
= lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 400 x 4 ) - lg( 1 20 x 3 ) + lg( 20 x 2 ) soweit wie möglich.

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- lg( 400 x 4 ) - lg( 1 20 x 3 ) + lg( 20 x 2 )

= - lg( 400 x 4 ) - lg( 1 20 x -3 ) + lg( 20 x 2 )

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

= -( lg( 400 ) + lg( x 4 ) ) - ( lg( 1 20 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 2 ) )

= - lg( 400 ) - lg( x 4 ) - lg( 1 20 ) - lg( 1 x 3 ) + lg( 20 ) + lg( x 2 )

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

= - lg( 400 ) -4 lg( x ) - lg( 1 20 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

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

= - lg( 400 ) -4 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 20 ) +3 lg( x ) + lg( 20 ) +2 lg( x )

= lg( x ) - lg( 400 ) + lg( 20 ) + lg( 20 )

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

= lg( x ) + lg( 1 400 · 20 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 20 · 20 )

= lg( x ) + lg( 1 )

= lg( x )