Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (64) .

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Wir suchen den Logarithmus von 64 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 64 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 64 gilt.

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

log 2 (64) = 6, eben weil 26 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 1 16 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 1 16 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 1 16 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 1 16 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 16

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

log 2 ( 1 16 ) = -4, eben weil 2-4 = 1 16 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 5 ( 1 5 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 5 um: 1 5 = 5 - 1 2

log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 5 - 1 2 zur Basis 5 suchen, also die Hochzahl mit der man 5 potenzieren muss, um auf 5 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 5 = 5 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 5 ( 1 5 ) = log 5 ( 5 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 5 - 1 2 = 1 5 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 212 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 212 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 212 ist.

Dabei kommt man auf 1 256 = 1 2 8 = 2-8 < 1 212 und auf 1 128 = 1 2 7 = 2-7 > 1 212 .

Und da wir bei log 2 ( 1 212 ) ja das ☐ von 2 = 1 212 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -8 und -7 liegen, wegen:
2-8 = 1 2 8 = 1 256 < 1 212 < 1 128 = 1 2 7 = 2-7

Es gilt somit: -8 < log 2 ( 1 212 ) < -7

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0.00001 x ) -2 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( 0.00001 x ) -2 lg( x )
= lg( 0.00001 ) - lg( x ) -2 lg( x )
= lg( 10 -5 ) - lg( x ) -2 lg( x )
= -5 - lg( x ) -2 lg( x )
= -3 lg( x ) -5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: log 18 ( 1296 ) - log 18 ( 4 ) .

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log 18 ( 1296 ) - log 18 ( 4 )

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

= log 18 ( 1296 4 )

= log 18 ( 324 )

= log 18 ( 18 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 x ) + 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):
lg( 1 x ) + lg( x ) -2 lg( x 3 )
= lg( x -1 ) + lg( x 1 2 ) -2 lg( x 3 )
= - lg( x ) + 1 2 lg( x ) -6 lg( x )
= - 13 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 5 x 4 ) + lg( 25 x 6 ) - lg( 5 4 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 5 x 4 ) + lg( 25 x 6 ) - lg( 5 4 x 2 )

= lg( 5 x 4 ) + lg( 25 x -6 ) - lg( 5 4 x -2 )

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

= lg( 5 ) + lg( x 4 ) + ( lg( 25 ) + lg( 1 x 6 ) ) - ( lg( 5 4 ) + lg( 1 x 2 ) )

= lg( 5 ) + lg( x 4 ) + lg( 25 ) + lg( 1 x 6 ) - lg( 5 4 ) - lg( 1 x 2 )

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

= lg( 5 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) -6 lg( x ) - lg( 5 4 ) +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 ) +4 lg( x ) + lg( 25 ) -6 lg( x ) - lg( 5 ) + lg( 4 ) +2 lg( x )

= lg( 25 ) + lg( 4 )

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

= lg( 25 · 4 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2