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 4 ( 1 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 4 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 4 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 4

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

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 128 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 128 um: 1 128 = 128 - 1 2

Man kann erkennen, dass 128 eine Potenz ist: 128 = 2 7

Also schreiben wir 1 128 = 128 - 1 2 = ( 2 7 ) - 1 2 = 2 - 7 2

log 2 ( 1 128 ) = log 2 ( 2 - 7 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 - 7 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 - 7 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 2 - 7 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 1 128 ) = log 2 ( 2 - 7 2 ) = - 7 2 , eben weil 2 - 7 2 = 1 128 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 10 (384) liegt.

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Wir suchen 10er-Potenzen in der Näher von 384, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 384 ist.

Dabei kommt man auf 10 2 = 102 < 384 und auf 10 3 = 103 > 384.

Und da wir bei log 10 (384) ja das ☐ von 10 = 384 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
102 = 10 2 < 384 < 10 3 = 103

Es gilt somit: 2 < log 10 (384) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001x ) -5 lg( 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):
lg( 0.00001x ) -5 lg( x )
= lg( 0.00001 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 -5 ) + lg( x ) -5 lg( x )
= -5 + lg( x ) -5 lg( x )
= -4 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 400 ) - lg( 4 ) .

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lg( 400 ) - lg( 4 )

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

= lg( 400 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term 2 lg( x ) +2 lg( x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( x ) +2 lg( x 3 )
= 2 lg( x 1 2 ) +2 lg( x 3 )
= lg( x ) +6 lg( x )
= 7 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 4x ) - lg( 100 x 4 ) + lg( 25 x 6 ) soweit wie möglich.

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lg( 4x ) - lg( 100 x 4 ) + lg( 25 x 6 )

= lg( 4x ) - lg( 100 x -4 ) + lg( 25 x -6 )

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

= lg( 4 ) + lg( x ) - ( lg( 100 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 6 ) )

= lg( 4 ) + lg( x ) - lg( 100 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 6 )

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

= lg( 4 ) + lg( x ) - lg( 100 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) -6 lg( x )

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

= lg( 4 ) + lg( x ) - lg( 100 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) -6 lg( x )

= - lg( x ) - lg( 100 ) + lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= - lg( x ) + lg( 1 100 · 25 · 4 )

= - lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

= - lg( x ) + lg( 1 )

= - lg( x )