Aufgabenbeispiele von Logarithmus

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (128) .

Lösung einblenden

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 2 ( 1 256 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 256 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 2-Potenz zu schreiben versuchen, also 2 = 1 256

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

log 2 ( 1 256 ) = -8, eben weil 2-8 = 1 256 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 2 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 2 um: 1 2 = 2 -1

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 -1 noch so um, dass sie 4 als Basis hat:

2 -1 = ( 4 1 2 ) -1 = 4 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 13 ( 1 103 ) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 13er-Potenzen in der Näher von 1 103 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 103 ist.

Dabei kommt man auf 1 169 = 1 13 2 = 13-2 < 1 103 und auf 1 13 = 1 13 = 13-1 > 1 103 .

Und da wir bei log 13 ( 1 103 ) ja das ☐ von 13 = 1 103 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -2 und -1 liegen, wegen:
13-2 = 1 13 2 = 1 169 < 1 103 < 1 13 = 1 13 = 13-1

Es gilt somit: -2 < log 13 ( 1 103 ) < -1

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000 x ) -5 lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 10000000 x ) -5 lg( x )
= lg( 10000000 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 7 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= 7 - lg( x ) -5 lg( x )
= -6 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40000 ) + lg( 25 ) .

Lösung einblenden

lg( 40000 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40000 · 25 )

= lg( 1000000 )

= lg( 10 6 )

= 6

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x ) +4 lg( x 2 ) +2 lg( 1 x )
= lg( x - 1 2 ) +4 lg( x 2 ) +2 lg( x - 1 2 )
= - 1 2 lg( x ) +8 lg( x ) - lg( x )
= 13 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2x ) + lg( 25 2 x 5 ) + lg( 4 x 4 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 2x ) + lg( 25 2 x 5 ) + lg( 4 x 4 )

= lg( 2x ) + lg( 25 2 x -5 ) + lg( 4 x 4 )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) + ( lg( 25 2 ) + lg( 1 x 5 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 2 ) + lg( x ) + lg( 25 2 ) + lg( 1 x 5 ) + lg( 4 ) + lg( x 4 )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) + lg( 25 2 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x )

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

= lg( 2 ) + lg( x ) + lg( 25 ) - lg( 2 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25 · 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2