Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (4) .

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

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

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

log 4 (4) = 1, eben weil 41 = 4 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

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

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

log 2 ( 1 16 ) = -4, eben weil 2-4 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 4 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 4 um: 1 4 = 4 - 1 2

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 18 (134) liegt.

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Wir suchen 18er-Potenzen in der Näher von 134, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 134 ist.

Dabei kommt man auf 18 = 181 < 134 und auf 18 2 = 182 > 134.

Und da wir bei log 18 (134) ja das ☐ von 18 = 134 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
181 = 18 < 134 < 18 2 = 182

Es gilt somit: 1 < log 18 (134) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 16 ( 256x ) - log 16 ( 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 16 ( 256x ) - log 16 ( x )
= log 16 ( 256 ) + log 16 ( x ) - log 16 ( x )
= log 16 ( 16 2 ) + log 16 ( x ) - log 16 ( x )
= 2 + log 16 ( x ) - log 16 ( x )
= 2

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 3 ( 4050 ) - log 3 ( 50 ) .

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log 3 ( 4050 ) - log 3 ( 50 )

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

= log 3 ( 4050 50 )

= log 3 ( 81 )

= log 3 ( 3 4 )

= 4

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x ) + lg( 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 ) + lg( x )
= -2 lg( x - 1 2 ) + lg( x 1 2 )
= lg( x ) + 1 2 lg( x )
= 3 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x ) + lg( 1 25000 x ) - lg( 1 5 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x ) + lg( 1 25000 x ) - lg( 1 5 x 2 )

= lg( 5 x -1 ) + lg( 1 25000 x -1 ) - lg( 1 5 x -2 )

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

= lg( 5 ) + lg( 1 x ) + ( lg( 1 25000 ) + lg( 1 x ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 5 ) + lg( 1 x ) + lg( 1 25000 ) + 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( 5 ) - lg( x ) + lg( 1 25000 ) - 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( 5 ) - lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 25000 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) +2 lg( x )

= - lg( 25000 ) + lg( 5 ) + lg( 5 )

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

= lg( 1 25000 · 5 · 5 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3