Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x = 1

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

L={0}

Im Idealfall erkennt man bereits:

2 x = 1

2 x = 20

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

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 5 x = -10

Lösung einblenden
2 5 x = -10 |:2
5 x = -5

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={}

5 x muss immer >0 sein und kann daher nicht = -5 sein.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 3 x +3 3 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man 3 3 2x in 3 3 2x = 3 3 x + x = 3 3 x · 3 x auf::

3 3 2x - 3 x = 0

3 3 x + x - 3 x = 0

3 3 x · 3 x - 3 x = 0

3 x ( 3 3 x -1 ) = 0
( 3 3 x -1 ) · 3 x = 0

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

1. Fall:

3 3 x -1 = 0 | +1
3 3 x = 1 |:3
3 x = 1 3 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 1 3 )
x · lg( 3 ) = lg( 1 3 ) |: lg( 3 )
x1 = lg( 1 3 ) lg( 3 )
x1 = -1

2. Fall:

3 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ -1 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Bevölkerung eines Landes soll näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 40 1,05 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat das Land nach diesem Modell 42 Millionen Einwohner?

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 42, also 40 1.05 t = 42.

40 1.05 t = 42 |:40
1.05 t = 21 20 |lg(⋅)
lg( 1.05 t ) = lg( 21 20 )
t · lg( 1.05 ) = lg( 21 20 ) |: lg( 1.05 )
t = lg( 21 20 ) lg( 1.05 )
t = 1

Zum Zeitpunkt t ≈ 1 Jahre ist der Bestand 42 Millionen.