Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 11 ( 1 121 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 121 zur Basis 11, also die Hochzahl mit der man 11 potenzieren muss, um auf 1 121 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 11 = 1 121 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 11-Potenz zu schreiben versuchen, also 11 = 1 121

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

log 11 ( 1 121 ) = -2, eben weil 11-2 = 1 121 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 9 ( 3 ) .

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Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 3 sondern zur Basis 9 suchen und 9 gerade 3² ist (also 3 = 9 = 9 1 2 ), formen wir 3 noch so um, dass sie 9 als Basis hat:

3 = 9 1 2

log 9 ( 3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 3 = 9 1 2 zur Basis 9 suchen, also die Hochzahl mit der man 9 potenzieren muss, um auf 3 = 9 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 9 = 3 = 9 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 9 ( 3 ) = log 9 ( 9 1 2 ) = 1 2 , eben weil 9 1 2 = 3 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (15) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 15, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 15 ist.

Dabei kommt man auf 2 3 = 23 < 15 und auf 2 4 = 24 > 15.

Und da wir bei log 2 (15) ja das ☐ von 2 = 15 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 3 und 4 liegen, wegen:
23 = 2 3 < 15 < 2 4 = 24

Es gilt somit: 3 < log 2 (15) < 4

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 10 x ) + lg( 2 x 2 ) - lg( 1 5 x 4 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 10 x ) + lg( 2 x 2 ) - lg( 1 5 x 4 )

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

= lg( 1 10 ) + lg( x ) + ( lg( 2 ) + lg( x 2 ) ) - ( lg( 1 5 ) + lg( x 4 ) )

= lg( 1 10 ) + lg( x ) + lg( 2 ) + lg( x 2 ) - lg( 1 5 ) - lg( x 4 )

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

= lg( 1 10 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 5 ) -4 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( 10 ) + lg( x ) + lg( 2 ) +2 lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 5 ) -4 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 10 ) + lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 10 · 5 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )