Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 4 (64) .

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

Also was muss in das Kästchen, damit 4 = 64 gilt.

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

log 4 (64) = 3, eben weil 43 = 64 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 2 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 2 4 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 4 zu kommen.

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

Wenn wir jetzt die 2 4 als 2 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 2 = 2 1 4

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

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 ( 8 ) .

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Zuerst schreiben wir 8 um: 8 = 8 1 2

Man kann erkennen, dass 8 eine Potenz ist: 8 = 2 3

Also schreiben wir 8 = 8 1 2 = ( 2 3 ) 1 2 = 2 3 2

log 2 ( 8 ) = log 2 ( 2 3 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 2 3 2 zur Basis 2 suchen, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 2 3 2 zu kommen.

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

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 2 ( 8 ) = log 2 ( 2 3 2 ) = 3 2 , eben weil 2 3 2 = 8 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 ( 1 9 ) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 1 9 , also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 1 9 ist.

Dabei kommt man auf 1 16 = 1 2 4 = 2-4 < 1 9 und auf 1 8 = 1 2 3 = 2-3 > 1 9 .

Und da wir bei log 2 ( 1 9 ) ja das ☐ von 2 = 1 9 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen -4 und -3 liegen, wegen:
2-4 = 1 2 4 = 1 16 < 1 9 < 1 8 = 1 2 3 = 2-3

Es gilt somit: -4 < log 2 ( 1 9 ) < -3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 0,1x ) -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( 0,1x ) -4 lg( x )
= lg( 0,1 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= lg( 10 -1 ) + lg( x ) -4 lg( x )
= -1 + lg( x ) -4 lg( x )
= -3 lg( x ) -1

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) - lg( 5 ) .

Lösung einblenden

lg( 500 ) - lg( 5 )

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

= lg( 500 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
lg( x ) + lg( 1 x 2 ) +2 lg( 1 x 2 )
= lg( x 1 2 ) + lg( x -2 ) +2 lg( x -2 )
= 1 2 lg( x ) -2 lg( x ) -4 lg( x )
= - 11 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

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

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

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

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

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

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

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

= lg( 5 ) -4 lg( x ) - lg( 1 2 ) +0 + lg( 1 ) +4 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( 1 ) + lg( 2 ) +0 + lg( 1 ) +4 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