Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 9 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 9 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 9 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 9 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 9

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

log 3 ( 1 9 ) = -2, eben weil 3-2 = 1 9 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 256 ( 1 16 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 16 um: 1 16 = 16 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 16 sondern zur Basis 256 suchen und 256 gerade 16² ist (also 16 = 256 = 256 1 2 ), formen wir 16 -1 noch so um, dass sie 256 als Basis hat:

16 -1 = ( 256 1 2 ) -1 = 256 - 1 2

log 256 ( 1 16 ) = log 256 ( 16 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 16 -1 = 256 - 1 2 zur Basis 256 suchen, also die Hochzahl mit der man 256 potenzieren muss, um auf 16 -1 = 256 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 256 = 16 -1 = 256 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 256 ( 1 16 ) = log 256 ( 16 -1 ) = log 256 ( 256 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 256 - 1 2 = 1 16 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (37) liegt.

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Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 37, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 37 ist.

Dabei kommt man auf 5 2 = 52 < 37 und auf 5 3 = 53 > 37.

Und da wir bei log 5 (37) ja das ☐ von 5 = 37 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
52 = 5 2 < 37 < 5 3 = 53

Es gilt somit: 2 < log 5 (37) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,01x ) +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( 0,01x ) +4 lg( x )
= lg( 0,01 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 -2 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= -2 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) -2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,5 ) - lg( 50 ) .

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lg( 0,5 ) - lg( 50 )

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

= lg( 0.5 50 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 4 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 2 )
= 8 lg( x )
= 8 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 50 x 2 ) + lg( 4 x ) + lg( 1 200000 x ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 50 x 2 ) + lg( 4 x ) + lg( 1 200000 x )

= - lg( 1 50 x -2 ) + lg( 4 x -1 ) + lg( 1 200.000 x -1 )

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

= -( lg( 1 50 ) + lg( 1 x 2 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( 1 x ) ) + ( lg( 1 200.000 ) + lg( 1 x ) )

= - lg( 1 50 ) - lg( 1 x 2 ) + lg( 4 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 200.000 ) + lg( 1 x )

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

= - lg( 1 50 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) - lg( x ) + lg( 1 200.000 ) - 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( 50 ) +2 lg( x ) + lg( 4 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 200000 ) - lg( x )

= - lg( 200000 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 200.000 · 50 · 4 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3