Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 4 x = 8

Lösung einblenden
2 4 x = 8 |:2
4 x = 4 |lg(⋅)
lg( 4 x ) = lg( 4 )
x · lg( 4 ) = lg( 4 ) |: lg( 4 )
x = lg( 4 ) lg( 4 )
x = 1

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 4 x = 4 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 3 x = 2

Lösung einblenden
2 3 x = 2 |:2
3 x = 1 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = 0
x · lg( 3 ) = 0 |: lg( 3 )
x = 0 lg( 3 )
x = 0

L={0}

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 1

3 x = 30

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=0 kommen.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2 x +1 -9 2 x = -20

Lösung einblenden

2 2 x +1 -9 2 x = -20

Wir müssen 2 2 x +1 in 2 2 x · 2 1 aufspalten um die beiden 2er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

2 2 x · 2 1 -9 2 x = -20

4 2 x -9 2 x = -20

-5 2 x = -20 |:-5
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:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 3100 1,16 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 1000 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 3100 1.16 0 =3100. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 1000 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=4100, weil ja 4100 - 3100 = 1000 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 4100, also 3100 1.16 t = 4100.

3100 1.16 t = 4100 |:3100
1.16 t = 41 31 |lg(⋅)
lg( 1.16 t ) = lg( 41 31 )
t · lg( 1.16 ) = lg( 41 31 ) |: lg( 1.16 )
t = lg( 41 31 ) lg( 1.16 )
t = 1,8837

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,8837 Wochen ist der Bestand 4100 Nutzer, also um 1000 Nutzer größer als zu Beginn..