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 10 ( 10 5 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 5 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 5 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 5 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 5 als 10 1 5 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 5

log 10 ( 10 5 ) = 1 5 , eben weil 10 1 5 = 10 5 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 2 ) .

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

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 3 ( 1 60 ) liegt.

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Wir suchen 3er-Potenzen in der Näher von 1 60 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 60 ist.

Dabei kommt man auf 1 81 = 1 3 4 = 3-4 < 1 60 und auf 1 27 = 1 3 3 = 3-3 > 1 60 .

Und da wir bei log 3 ( 1 60 ) ja das ☐ von 3 = 1 60 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -4 und -3 liegen, wegen:
3-4 = 1 3 4 = 1 81 < 1 60 < 1 27 = 1 3 3 = 3-3

Es gilt somit: -4 < log 3 ( 1 60 ) < -3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 2 ( 16x ) - 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 ( 16x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 16 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= log 2 ( 2 4 ) + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 4 + log 2 ( x ) - log 2 ( x )
= 4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) + lg( 25 ) .

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lg( 40 ) + lg( 25 )

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

= lg( 40 · 25 )

= lg( 1000 )

= lg( 10 3 )

= 3

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( 1 x ) 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( x -1 )
= -2 lg( x )
= -2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 25 x 2 ) + lg( 5 x ) - lg( 1 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 25 x 2 ) + lg( 5 x ) - lg( 1 5 x 2 )

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

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

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

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

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

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

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

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

= - lg( x ) + lg( 1 25 · 5 · 5 )

= - lg( x ) + lg( 1 5 · 5 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )