Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 2 5 x = 125 2

Lösung einblenden
1 2 5 x = 125 2 |⋅2
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 4 x = 2

Lösung einblenden
2 4 x = 2 |:2
4 x = 1 |lg(⋅)
lg( 4 x ) = 0
x · lg( 4 ) = 0 |: lg( 4 )
x = 0 lg( 4 )
x = 0

L={0}

Im Idealfall erkennt man bereits:

4 x = 1

4 x = 40

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

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 5 x +5 5 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man 5 5 2x in 5 5 2x = 5 5 x + x = 5 5 x · 5 x auf::

5 5 2x - 5 x = 0

5 5 x + x - 5 x = 0

5 5 x · 5 x - 5 x = 0

5 x ( 5 5 x -1 ) = 0
( 5 5 x -1 ) · 5 x = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

5 5 x -1 = 0 | +1
5 5 x = 1 |:5
5 x = 1 5 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 1 5 )
x · lg( 5 ) = lg( 1 5 ) |: lg( 5 )
x1 = lg( 1 5 ) lg( 5 )
x1 = -1

2. Fall:

5 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ -1 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 77 0,75 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 56 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 56, also 77 0.75 t = 56.

77 0.75 t = 56 |:77
0.75 t = 8 11 |lg(⋅)
lg( 0.75 t ) = lg( 8 11 )
t · lg( 0.75 ) = lg( 8 11 ) |: lg( 0.75 )
t = lg( 8 11 ) lg( 0.75 )
t = 1,107

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,107 Jahre ist der Bestand 56 Millionen.