Logarithmusgesetze – Grundlagen Termumformungen (Übungsvideo)

Um den Logarithmus anwenden zu können, kommen die drei grundlegenden Logarithmusgesetze zum Einsatz. Dieses Video zeigt einfache Termumformungen mit Hilfe der Logarithmusgesetze.

\[ \log_a(x\cdot y) = \log_a(x)+\log_a(y) \] \[ \log_a\left(\frac{x}{y}\right) = \log_a(x)-\log_a(y) \] \[ \log_a\left(x^b\right) = b\cdot \log_a(x) \]

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Aufgaben aus dem Video

➀ \( \log_a\left(\frac{1}{xy}\right) \) Lösung

\( \quad \log_a\left(\frac{1}{xy}\right) = \log_a(1)-\log_a(xy) = \\
\quad\quad = 0-(\log_a(x)+\log_a(y)) = -\log_a(x)-\log_a(y) \)

➁ \( \log_a\left(\sqrt{\frac{x}{y}}\right) \) Lösung

\( \quad \log_a\left(\sqrt{\frac{x}{y}}\right) = \log_a\left(\left(\frac{x}{y}\right)^{\frac{1}{2}}\right) \\
\quad\quad = \frac{1}{2}\cdot\log_a\left(\frac{x}{y}\right) = \frac{1}{2}(\log_a(x)-\log_a(y)) \)

③ \( \log_a\left(\sqrt{x\sqrt{y}}\right) \) Lösung

\( \quad \log_a\left(\sqrt{x\sqrt{y}}\right) = \log_a\left((x\sqrt{y})^\frac{1}{2}\right) = \frac{1}{2}\cdot\log_a(x\sqrt{y}) \\
\quad\quad = \frac{1}{2}\left(\log_a(x)+\log_a(y^\frac{1}{2})\right) = \frac{1}{2}\left(\log_a(x)+\frac{1}{2}\log_a(y)\right) \)

Termumformung mit Logarithmen (Übungsvideo)

Die Logarithmusgesetze sind nicht immer ganz intuitiv in der Umsetzung. In diesem Übungsvideo wird mit Hilfe der drei Gesetze ein Logarithmusterm Schritt für Schritt vereinfacht.

Der Term sieht folgendermassen aus:
\[ \log_a(42)-2\log_a(7)+\log_a(14)-\log_a(12) \]

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Aufgaben aus dem Video

➀ \( \log_a(16)-2\log_a(4) \) Lösung

\( \quad \log_a(16)-2\log_a(4)=\log_a\left(\frac{16}{4^2}\right)=log_a(1)=0 \)
 

➁ \( \frac{\log_a(125)}{3}+2\log_a\left(\frac{1}{5}\right) \) Lösung

\( \quad \log_a\left(125^{\frac{1}{3}}\right)+\log_a\left(\frac{1}{5^2}\right)=\log_a\left(\frac{5}{5^2}\right)=\log_a\left(\frac{1}{5}\right) \)

Exponentialgleichung mit Logarithmus lösen (Übungsvideo)

Exponentialgleichungen lassen sich entweder mit Hilfe des Exponentenvergleichs lösen (wenn dies möglich ist, ist es die einfachste Methode) oder ansonsten durch Einsatz des Logarithmus.

In diesem Übungsvideo wird eine Exponentialgleichung mit Hilfe des Logarithmus aufgelöst und die gesuchte Variable freigestellt.
\[ \mathbb{G} = \mathbb{R}: \qquad 2^{3x} = 2 \cdot 3^{x+1} \]

Die Berechnung der Logarithmen findet erst ganz am Schluss statt, damit keine Rundungsfehler in die Lösung miteinfliessen.

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