Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x = 1

Lösung einblenden
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

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

10 x = 2

Lösung einblenden
10 x = 2 |lg(⋅)
x = lg( 2 ) ≈ 0.301

L={ lg( 2 ) }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8 3 2x -1 +2 3 2x = -162

Lösung einblenden

-8 3 2x -1 +2 3 2x = -162

Wir müssen -8 3 2x -1 in -8 3 2x · 3 -1 aufspalten um die beiden 3er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-8 3 2x · 3 -1 +2 3 2x = -162

- 8 3 3 2x +2 3 2x = -162 | ⋅ 3

-8 3 2x +6 3 2x = -486

-2 3 2x = -486 |:-2
3 2x = 243 |lg(⋅)
lg( 3 2x ) = lg( 243 )
2x · lg( 3 ) = lg( 243 ) |: lg( 3 )
2x = lg( 243 ) lg( 3 )
2x = 5 |:2
x = 5 2 = 2.5

L={ 5 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 5 1,5 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 7 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 5 1.5 0 =5. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 7 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=12, weil ja 12 - 5 = 7 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 12, also 5 1.5 t = 12.

5 1.5 t = 12 |:5
1.5 t = 12 5 |lg(⋅)
lg( 1.5 t ) = lg( 12 5 )
t · lg( 1.5 ) = lg( 12 5 ) |: lg( 1.5 )
t = lg( 12 5 ) lg( 1.5 )
t = 2,1592

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,1592 Jahre ist der Bestand 12 Millionen, also um 7 Millionen größer als zu Beginn..