Aufgabenbeispiele von Logarithmus

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log berechnen (einfach)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 2 (256) .

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Wir suchen den Logarithmus von 256 zur Basis 2, also die Hochzahl mit der man 2 potenzieren muss, um auf 256 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 2 = 256 gilt.

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

log 2 (256) = 8, eben weil 28 = 256 gilt .

log berechnen

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 10 4 ) .

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Wir suchen den Logarithmus von 10 4 zur Basis 10, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 4 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 4 gilt.

Wenn wir jetzt die 10 4 als 10 1 4 umschreiben, steht die Lösung praktisch schon da: 10 = 10 1 4

log 10 ( 10 4 ) = 1 4 , eben weil 10 1 4 = 10 4 gilt .

log berechnen (schwer)

Beispiel:

Berechne den Logarithmus log 10 ( 1000000000 ) .

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Zuerst schreiben wir 1000000000 um: 1000000000 = 1000000000 1 2

Man kann erkennen, dass 1000000000 eine Potenz ist: 1000000000 = 10 9

Also schreiben wir 1000000000 = 1000000000 1 2 = ( 10 9 ) 1 2 = 10 9 2

log 10 ( 1000000000 ) = log 10 ( 10 9 2 ) heißt, dass wir den Logarithmus von 10 9 2 zur Basis 10 suchen, also die Hochzahl mit der man 10 potenzieren muss, um auf 10 9 2 zu kommen.

Also was muss in das Kästchen, damit 10 = 10 9 2 gilt.

Damit steht die Lösung praktisch schon da: log 10 ( 1000000000 ) = log 10 ( 10 9 2 ) = 9 2 , eben weil 10 9 2 = 1000000000 gilt .

log im Interval bestimmen

Beispiel:

Finde zwei benachbarte ganze Zahlen, zwischen denen der Logarithmus log 4 (34) liegt.

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Wir suchen 4er-Potenzen in der Näher von 34, also eine die gerade noch kleiner und eine die schon größer als 34 ist.

Dabei kommt man auf 4 2 = 42 < 34 und auf 4 3 = 43 > 34.

Und da wir bei log 4 (34) ja das ☐ von 4 = 34 suchen, muss dieses ☐ irgendwo zwischen 2 und 3 liegen, wegen:
42 = 4 2 < 34 < 4 3 = 43

Es gilt somit: 2 < log 4 (34) < 3

1. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

Vereinfache lg( 1000000 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( 1000000 x ) +5 lg( x )
= lg( 1000000 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= lg( 10 6 ) - lg( x ) +5 lg( x )
= 6 - lg( x ) +5 lg( x )
= 4 lg( x ) +6

1. Logarithmusgesetz rückwärts

Beispiel:

Vereinfache: lg( 500 ) - lg( 50 ) .

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lg( 500 ) - lg( 50 )

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

= lg( 500 50 )

= lg( 10 )

= 1

2. Logarithmusgesetz einfach

Beispiel:

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

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Es gilt mit dem Logarithmusgesetz log(ab) = b⋅log(a):
2 lg( 1 x 2 ) + lg( 1 x )
= 2 lg( x -2 ) + lg( x - 1 2 )
= -4 lg( x ) - 1 2 lg( x )
= - 9 2 lg( x )

Beide Logarithmusgesetze

Beispiel:

Vereinfache den Term lg( 1 16 x 8 ) + lg( 4 x 4 ) + lg( 4 x 2 ) soweit wie möglich.

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lg( 1 16 x 8 ) + lg( 4 x 4 ) + lg( 4 x 2 )

= lg( 1 16 x -8 ) + lg( 4 x 4 ) + lg( 4 x 2 )

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

= lg( 1 16 ) + lg( 1 x 8 ) + ( lg( 4 ) + lg( x 4 ) ) + ( lg( 4 ) + lg( x 2 ) )

= lg( 1 16 ) + lg( 1 x 8 ) + lg( 4 ) + lg( x 4 ) + lg( 4 ) + lg( x 2 )

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

= lg( 1 16 ) -8 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x ) + lg( 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( 1 ) - lg( 16 ) -8 lg( x ) + lg( 4 ) +4 lg( x ) + lg( 4 ) +2 lg( x )

= -2 lg( x ) - lg( 16 ) + lg( 4 ) + lg( 4 )

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

= -2 lg( x ) + lg( 1 16 · 4 · 4 )

= -2 lg( x ) + lg( 1 4 · 4 )

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

= -2 lg( x )