Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (8) .

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Wir suchen den Logarithmus von 8 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 8 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 8 gilt.

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

log 2 (8) = 3, eben weil 23 = 8 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 32 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 32 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 32 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 32 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 32

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

log 2 ( 1 32 ) = -5, eben weil 2-5 = 1 32 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 2 ) .

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

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

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

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

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (7) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 7, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 7 ist.

Dabei kommt man auf 2 2 = 22 < 7 und auf 2 3 = 23 > 7.

Und da wir bei log 2 (7) ja das ☐ von 2 = 7 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
22 = 2 2 < 7 < 2 3 = 23

Es gilt somit: 2 < log 2 (7) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000000x ) +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( 100000000x ) +4 lg( x )
= lg( 100000000 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= lg( 10 8 ) + lg( x ) +4 lg( x )
= 8 + lg( x ) +4 lg( x )
= 5 lg( x ) +8

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 4 ( 4 ) - log 4 ( 4 ) .

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log 4 ( 4 ) - log 4 ( 4 )

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

= log 4 ( 4 4 )

= log 4 ( 1 )

= 0

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term -2 lg( 1 x 3 ) zu einem Vielfachen von lg( x ) .

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

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

= lg( 5 ) + lg( 2 )

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

= lg( 5 · 2 )

= lg( 10 )

= lg( 10 )

= 1