Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (32) .

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Wir suchen den Logarithmus von 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 32 gilt.

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

log 2 (32) = 5, eben weil 25 = 32 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 5 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 5 4 zur Basis 5, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 5 4 als 5 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 5 = 5 1 4

log 5 ( 5 4 ) = 1 4 , eben weil 5 1 4 = 5 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 2 ) .

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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 16 (116) liegt.

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Wir suchen 16er-Potenzen in der Näher von 116, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 116 ist.

Dabei kommt man auf 16 = 161 < 116 und auf 16 2 = 162 > 116.

Und da wir bei log 16 (116) ja das ☐ von 16 = 116 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
161 = 16 < 116 < 16 2 = 162

Es gilt somit: 1 < log 16 (116) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache log 3 ( 81x ) - log 3 ( 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 3 ( 81x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 81 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= log 3 ( 3 4 ) + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 4 + log 3 ( x ) - log 3 ( x )
= 4

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 50000 ) + lg( 2 ) .

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lg( 50000 ) + lg( 2 )

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

= lg( 50000 · 2 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 2 x 4 ) + lg( 1 100 x 3 ) + lg( 50 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 2 x 4 ) + lg( 1 100 x 3 ) + lg( 50 x 2 )

= lg( 2 x 4 ) + lg( 1 100 x -3 ) + lg( 50 x 2 )

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

= lg( 2 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 1 100 ) + lg( 1 x 3 ) ) + ( lg( 50 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 2 ) + lg( x 4 ) + lg( 1 100 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 50 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 2 ) +4 lg( x ) + lg( 1 100 ) -3 lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x )

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

= lg( 2 ) +4 lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 100 ) -3 lg( x ) + lg( 50 ) +2 lg( x )

= 3 lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 50 ) + lg( 2 )

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

= 3 lg( x ) + lg( 1 100 · 50 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 2 · 2 )

= 3 lg( x ) + lg( 1 )

= 3 lg( x )