Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

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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 2 ( 1 256 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 256 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 = 1 256

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

log 2 ( 1 256 ) = -8, eben weil 2-8 = 1 256 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 169 ( 1 13 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 13 um: 1 13 = 13 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 13 sondern zur Basis 169 suchen und 169 gerade 13² ist (also 13 = 169 = 169 1 2 ), formen wir 13 -1 noch so um, dass sie 169 als Basis hat:

13 -1 = ( 169 1 2 ) -1 = 169 - 1 2

log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 13 -1 = 169 - 1 2 zur Basis 169 suchen, also die Hochzahl mit der man 169 potenzieren muss, um auf 13 -1 = 169 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 169 = 13 -1 = 169 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 169 ( 1 13 ) = log 169 ( 13 -1 ) = log 169 ( 169 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 169 - 1 2 = 1 13 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (254) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 254, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 254 ist.

Dabei kommt man auf 2 7 = 27 < 254 und auf 2 8 = 28 > 254.

Und da wir bei log 2 (254) ja das ☐ von 2 = 254 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 7 und 8 liegen, wegen:
27 = 2 7 < 254 < 2 8 = 28

Es gilt somit: 7 < log 2 (254) < 8

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,001x ) -4 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( 0,001x ) -4 lg( x )
= lg( 0,001 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -3 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) -3

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 12 ( 288 ) - log 12 ( 2 ) .

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log 12 ( 288 ) - log 12 ( 2 )

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

= log 12 ( 288 2 )

= log 12 ( 144 )

= log 12 ( 12 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x 2 ) + lg( x ) + lg( 1 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 2 ) + lg( x ) + lg( 1 x )
= -2 lg( x -2 ) + lg( x 1 2 ) + lg( x -1 )
= 4 lg( x ) + 1 2 lg( x ) - lg( x )
= 7 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 1 25 x 4 ) + lg( 2 x 3 ) + lg( 2 x 7 ) soweit wie möglich.

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- lg( 1 25 x 4 ) + lg( 2 x 3 ) + lg( 2 x 7 )

= - lg( 1 25 x -4 ) + lg( 2 x 3 ) + lg( 2 x -7 )

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

= -( lg( 1 25 ) + lg( 1 x 4 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( x 3 ) ) + ( lg( 2 ) + lg( 1 x 7 ) )

= - lg( 1 25 ) - lg( 1 x 4 ) + lg( 2 ) + lg( x 3 ) + lg( 2 ) + lg( 1 x 7 )

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

= - lg( 1 25 ) +4 lg( x ) + lg( 2 ) +3 lg( x ) + lg( 2 ) -7 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( 25 ) +4 lg( x ) + lg( 2 ) +3 lg( x ) + lg( 2 ) -7 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 2 ) + lg( 2 )

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

= lg( 25 · 2 · 2 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2