Aufgabenbeispiele von Logarithmus

Durch Aktualisieren des Browsers (z.B. mit Taste F5) kann man neue Beispielaufgaben sehen


log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 256 gilt.

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

log 2 (256) = 8, eben weil 28 = 256 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 ( 1 64 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 64 zur Basis 4, also die Hochzahl mit der man 4 potenzieren muss, um auf 1 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 1 64 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 64

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

log 4 ( 1 64 ) = -3, eben weil 4-3 = 1 64 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 16 ( 1 64 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 64 um: 1 64 = 64 -1

Man kann erkennen, dass 64 eine Potenz ist: 64 = 4 3

Also schreiben wir 1 64 = 64 -1 = ( 4 3 ) -1 = 4 -3

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 4 sondern zur Basis 16 suchen und 16 gerade 4² ist (also 4 = 16 = 16 1 2 ), formen wir 4 -3 noch so um, dass sie 16 als Basis hat:

4 -3 = ( 16 1 2 ) -3 = 16 - 3 2

log 16 ( 1 64 ) = log 16 ( 4 -3 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 4 -3 = 16 - 3 2 zur Basis 16 suchen, also die Hochzahl mit der man 16 potenzieren muss, um auf 4 -3 = 16 - 3 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 16 = 4 -3 = 16 - 3 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 16 ( 1 64 ) = log 16 ( 4 -3 ) = log 16 ( 16 - 3 2 ) = - 3 2 , eben weil 16 - 3 2 = 1 64 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 5 (23) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 5er-Potenzen in der Näher von 23, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 23 ist.

Dabei kommt man auf 5 = 51 < 23 und auf 5 2 = 52 > 23.

Und da wir bei log 5 (23) ja das ☐ von 5 = 23 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 1 und 2 liegen, wegen:
51 = 5 < 23 < 5 2 = 52

Es gilt somit: 1 < log 5 (23) < 2

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 10000000 x ) -5 lg( x ) so, dass das Argument des Logarithmus möglichst einfach wird.

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(a ⋅ b) = log(a) + log(b):
lg( 10000000 x ) -5 lg( x )
= lg( 10000000 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 7 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= 7 - lg( x ) -5 lg( x )
= -6 lg( x ) +7

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 20000 ) + lg( 5 ) .

Lösung einblenden

lg( 20000 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20000 · 5 )

= lg( 100000 )

= lg( 10 5 )

= 5

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x 2 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

Lösung einblenden

Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x 2 )
= lg( x -2 ) + lg( x -2 )
= -2 lg( x ) -2 lg( x )
= -4 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 62500 x 4 ) + lg( 25 ) + lg( 25 x 4 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 1 62500 x 4 ) + lg( 25 ) + lg( 25 x 4 )

= lg( 1 62500 x 4 ) + lg( 25 ) + lg( 25 x -4 )

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

= lg( 1 62500 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 ) ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 4 ) )

= lg( 1 62500 ) + lg( x 4 ) + lg( 25 ) + lg( 1 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 4 )

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

= lg( 1 62500 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) +0 + lg( 25 ) -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( 62500 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) +0 + lg( 25 ) -4 lg( x )

= - lg( 62500 ) + lg( 25 ) + lg( 25 )

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

= lg( 1 62500 · 25 · 25 )

= lg( 1 100 )

= lg( 10 -2 )

= -2