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Herleitung der Rechenregeln zum Logarithmus

  1. Das Logarithmusgesetz logb(uv)=logb(u)+logb(v)\log_b\left(u\cdot v\right)=\log_b\left(u\right)+\log_b\left(v\right) kann mithilfe des Potenzgesetzes axay=ax+ya^x\cdot a^y=a^{x+y} und die Definition des Logarithmus logb(a)=x bx=a\log_b\left(a\right)=x\ \Leftrightarrow b^x=a bzw logb(b)=1\log_b\left(b\right)=1 bewiesen werden.

    Erkläre das Vorgehen des folgenden Beweises, indem du jede Markierung (Zahlen in Klammern) kurz beschreibst.

    Für x, y Rx,\ y\ \in\mathbb{R} sei logb(u)=x\log_b\left(u\right)=x und logb(v)=y\log_b\left(v\right)=y.

    Dann gilt ebenfalls u=bxu=b^x und v=byv=b^y (1)

    und somit

    logb(uv)\displaystyle \log_b\left(u\cdot v\right)

    (2)

    ==logb(bxby)\displaystyle \log_b\left(b^x\cdot b^y\right)

    (3)

    ==logb(bx+y)\displaystyle \log_b\left(b^{x+y}\right)

    (4)

    ==x+y\displaystyle x+y

    (5)

    ==logb(u)+logb(v)\displaystyle \log_b\left(u\right)+\log_{b}\left(v\right)

    q.e.d.

  2. Beweise das Logarithmusgesetz logb(uv)=logb(u)logb(v)\log_b\left(\frac{u}{v}\right)=\log_b\left(u\right)-\log_b\left(v\right) analog zum oberen Beweis.

  3. Beweise das Logarithmusrechengesetz logb(ur)=rlogb(u)\log_b\left(u^r\right)=r\cdot\log_b\left(u\right) für rNr\in \N unter Verwendung des Logarithmusgesetzes logb(uv)=logb(u)+logb(v)\log_b\left(u\cdot v\right)=\log_b\left(u\right)+\log_b\left(v\right)

  4. Beweise das Logarithmusrechengesetz logb(ur)=rlogb(u)\log_b\left(u^r\right)=r\cdot\log_b\left(u\right) unter Verwendung der Regeln der Potenzrechnung.