Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x = 125

Lösung einblenden
5 x = 125 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 125 )
x · lg( 5 ) = lg( 125 ) |: lg( 5 )
x = lg( 125 ) lg( 5 )
x = 3

L={ 3 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

5 x = 125

5 x = 5 3

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=3 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 5 x = 10

Lösung einblenden
2 5 x = 10 |:2
5 x = 5 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 5 )
x · lg( 5 ) = lg( 5 ) |: lg( 5 )
x = lg( 5 ) lg( 5 )
x = 1

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 5 x = 5 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 2 x - 4 x = 0

Lösung einblenden

Zuerst bringt man die beiden Summanden auf zwei verschiedene Seiten der Gleichung:

4 2 x - 4 x = 0| -4 2 x

- 4 x = -4 2 x | : -1 : 2 x

4 x 2 x = 4

( 4 2 ) x = 4

2 x = 4 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 4 )
x · lg( 2 ) = lg( 4 ) |: lg( 2 )
x = lg( 4 ) lg( 2 )
x = 2

L={ 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Durch intensive Klimaschutzprogramme schafft es ein Staat seine CO2-Emissonen leicht zu reduzieren, so dass der jährliche CO2-Ausstoß näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 870 0,92 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen Tonnen) beschrieben werden kann. Wie viele Jahre nach Beobachtungsbeginn werden 330 Millionen Tonnen weniger CO2 ausgestoßen als noch zu Beginn?

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 870 0.92 0 =870. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 330 kleiner geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=540, weil ja 540 - 870 = -330 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 540, also 870 0.92 t = 540.

870 0.92 t = 540 |:870
0.92 t = 18 29 |lg(⋅)
lg( 0.92 t ) = lg( 18 29 )
t · lg( 0.92 ) = lg( 18 29 ) |: lg( 0.92 )
t = lg( 18 29 ) lg( 0.92 )
t = 5,7198

Zum Zeitpunkt t ≈ 5,7198 Jahre ist der Bestand 540 Millionen Tonnen, also um 330 Millionen Tonnen kleiner als zu Beginn..