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 19 ( 19 ) .

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Zuerst schreiben wir 19 um: 19 = 19 1 2

log 19 ( 19 ) = log 19 ( 19 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 19 1 2 zur Basis 19 suchen, also die Hochzahl mit der man 19 potenzieren muss, um auf 19 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 19 = 19 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 19 ( 19 ) = log 19 ( 19 1 2 ) = 1 2 , eben weil 19 1 2 = 19 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (457) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 457, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 457 ist.

Dabei kommt man auf 10 2 = 102 < 457 und auf 10 3 = 103 > 457.

Und da wir bei log 10 (457) ja das ☐ von 10 = 457 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
102 = 10 2 < 457 < 10 3 = 103

Es gilt somit: 2 < log 10 (457) < 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( 0,2 ) - lg( 20 ) .

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lg( 0,2 ) - lg( 20 )

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

= lg( 0.2 20 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 200 x ) + lg( 50 x 5 ) + lg( 4 x 3 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 200 x ) + lg( 50 x 5 ) + lg( 4 x 3 )

= lg( 1 200 x ) + lg( 50 x -5 ) + lg( 4 x 3 )

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

= lg( 1 200 ) + lg( x ) + ( lg( 50 ) + lg( 1 x 5 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 3 ) )

= lg( 1 200 ) + lg( x ) + lg( 50 ) + lg( 1 x 5 ) + lg( 4 ) + lg( x 3 )

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

= lg( 1 200 ) + lg( x ) + lg( 50 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) +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( 200 ) + lg( x ) + lg( 50 ) -5 lg( x ) + lg( 4 ) +3 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 200 ) + lg( 50 ) + lg( 4 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 200 · 50 · 4 )

= - lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )