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 (16) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 16 zu kommen.

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

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

log 2 (16) = 4, eben weil 24 = 16 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 3 ( 1 27 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 1 27 zur Basis 3, also die Hochzahl mit der man 3 potenzieren muss, um auf 1 27 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 3 = 1 27 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 3-Potenz zu schreiben versuchen, also 3 = 1 27

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

log 3 ( 1 27 ) = -3, eben weil 3-3 = 1 27 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 225 ( 1 15 ) .

Lösung einblenden

Zuerst schreiben wir 1 15 um: 1 15 = 15 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 15 sondern zur Basis 225 suchen und 225 gerade 15² ist (also 15 = 225 = 225 1 2 ), formen wir 15 -1 noch so um, dass sie 225 als Basis hat:

15 -1 = ( 225 1 2 ) -1 = 225 - 1 2

log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 15 -1 = 225 - 1 2 zur Basis 225 suchen, also die Hochzahl mit der man 225 potenzieren muss, um auf 15 -1 = 225 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 225 = 15 -1 = 225 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 225 ( 1 15 ) = log 225 ( 15 -1 ) = log 225 ( 225 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 225 - 1 2 = 1 15 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (63) liegt.

Lösung einblenden

Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 63, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 63 ist.

Dabei kommt man auf 2 5 = 25 < 63 und auf 2 6 = 26 > 63.

Und da wir bei log 2 (63) ja das ☐ von 2 = 63 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 5 und 6 liegen, wegen:
25 = 2 5 < 63 < 2 6 = 26

Es gilt somit: 5 < log 2 (63) < 6

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000000 x ) -4 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( 1000000000 x ) -4 lg( x )
= lg( 1000000000 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 9 ) - lg( x ) -4 lg( x )
= 9 - lg( x ) -4 lg( x )
= -5 lg( x ) +9

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 40 ) + lg( 25 ) .

Lösung einblenden

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 lg( 1 x ) + lg( 1 x ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

Lösung einblenden

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 3 ) + lg( 4x ) + lg( 1 20000 x 2 ) soweit wie möglich.

Lösung einblenden

lg( 5 x 3 ) + lg( 4x ) + lg( 1 20000 x 2 )

= lg( 5 x -3 ) + lg( 4x ) + lg( 1 20000 x 2 )

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

= lg( 5 ) + lg( 1 x 3 ) + ( lg( 4 ) + lg( x ) ) + ( lg( 1 20000 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 5 ) + lg( 1 x 3 ) + lg( 4 ) + lg( x ) + lg( 1 20000 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 5 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) + lg( x ) + lg( 1 20000 ) +2 lg( x )

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

= lg( 5 ) -3 lg( x ) + lg( 4 ) + lg( x ) + lg( 1 ) - lg( 20000 ) +2 lg( x )

= - lg( 20000 ) + lg( 5 ) + lg( 4 )

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

= lg( 1 20000 · 5 · 4 )

= lg( 1 1000 )

= lg( 10 -3 )

= -3