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 64 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 64 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 64

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

log 4 ( 1 64 ) = -3, eben weil 4-3 = 1 64 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 256 ( 16 ) .

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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 noch so um, dass sie 256 als Basis hat:

16 = 256 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 16 (187) liegt.

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Wir suchen 16er-Potenzen in der Näher von 187, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 187 ist.

Dabei kommt man auf 16 = 161 < 187 und auf 16 2 = 162 > 187.

Und da wir bei log 16 (187) ja das ☐ von 16 = 187 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
161 = 16 < 187 < 16 2 = 162

Es gilt somit: 1 < log 16 (187) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000 x ) -3 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( 1000000000 x ) -3 lg( x )
= lg( 1000000000 ) - lg( x ) -3 lg( x )
= lg( 10 9 ) - lg( x ) -3 lg( x )
= 9 - lg( x ) -3 lg( x )
= -4 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 50000000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50000000 · 2 )

= lg( 100000000 )

= lg( 10 8 )

= 8

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( x 3 ) -2 lg( 1 x 3 ) +4 lg( x 4 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
-2 lg( x 3 ) -2 lg( 1 x 3 ) +4 lg( x 4 )
= -2 lg( x 3 ) -2 lg( x -3 ) +4 lg( x 4 )
= -6 lg( x ) +6 lg( x ) +16 lg( x )
= 16 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

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

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

= lg( 20 ) - lg( 4 ) + lg( 2 )

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

= lg( 20 4 · 2 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1