Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (128) .

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Wir suchen den Logarithmus von 128 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 128 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 128 gilt.

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

log 2 (128) = 7, eben weil 27 = 128 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 ) .

Lösung einblenden

Wir suchen den Logarithmus von 10 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 als 10 1 2 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 2

log 10 ( 10 ) = 1 2 , eben weil 10 1 2 = 10 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 144 ( 1 12 ) .

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Zuerst schreiben wir 1 12 um: 1 12 = 12 -1

Da wir nicht den Logarithmus zur Basis 12 sondern zur Basis 144 suchen und 144 gerade 12² ist (also 12 = 144 = 144 1 2 ), formen wir 12 -1 noch so um, dass sie 144 als Basis hat:

12 -1 = ( 144 1 2 ) -1 = 144 - 1 2

log 144 ( 1 12 ) = log 144 ( 12 -1 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 12 -1 = 144 - 1 2 zur Basis 144 suchen, also die Hochzahl mit der man 144 potenzieren muss, um auf 12 -1 = 144 - 1 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 144 = 12 -1 = 144 - 1 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 144 ( 1 12 ) = log 144 ( 12 -1 ) = log 144 ( 144 - 1 2 ) = - 1 2 , eben weil 144 - 1 2 = 1 12 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 2 (23) liegt.

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Wir suchen 2er-Potenzen in der Näher von 23, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 23 ist.

Dabei kommt man auf 2 4 = 24 < 23 und auf 2 5 = 25 > 23.

Und da wir bei log 2 (23) ja das ☐ von 2 = 23 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 4 und 5 liegen, wegen:
24 = 2 4 < 23 < 2 5 = 25

Es gilt somit: 4 < log 2 (23) < 5

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 100000 x ) -5 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( 100000 x ) -5 lg( x )
= lg( 100000 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= lg( 10 5 ) - lg( x ) -5 lg( x )
= 5 - lg( x ) -5 lg( x )
= -6 lg( x ) +5

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 0,02 ) - lg( 2 ) .

Lösung einblenden

lg( 0,02 ) - lg( 2 )

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

= lg( 0.02 2 )

= lg( 0,01 )

= lg( 10 -2 )

= -2

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term - lg( 4 5 x ) - lg( 1 4 x 2 ) + lg( 20 x 3 ) soweit wie möglich.

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- lg( 4 5 x ) - lg( 1 4 x 2 ) + lg( 20 x 3 )

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

= -( lg( 4 5 ) + lg( x ) ) - ( lg( 1 4 ) + lg( x 2 ) ) + ( lg( 20 ) + lg( x 3 ) )

= - lg( 4 5 ) - lg( x ) - lg( 1 4 ) - lg( x 2 ) + lg( 20 ) + lg( x 3 )

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

= - lg( 4 5 ) - lg( x ) - lg( 1 4 ) -2 lg( x ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

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

= - lg( 4 ) + lg( 5 ) - lg( x ) - lg( 1 ) + lg( 4 ) -2 lg( x ) + lg( 20 ) +3 lg( x )

= lg( 20 ) + lg( 5 )

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

= lg( 20 · 5 )

= lg( 100 )

= lg( 10 2 )

= 2