Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x = 4

Lösung einblenden
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 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

2 x = 4

2 x = 2 2

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=2 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x -4 = 23

Lösung einblenden
3 x -4 = 23 | +4
3 x = 27 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 27 )
x · lg( 3 ) = lg( 27 ) |: lg( 3 )
x = lg( 27 ) lg( 3 )
x = 3

L={ 3 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 27

3 x = 3 3

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

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 2 x -2 4 x = 0

Lösung einblenden

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

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

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

4 x 2 x = 4 2

( 4 2 ) x = 2

2 x = 2 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 2 )
x · lg( 2 ) = lg( 2 ) |: lg( 2 )
x = lg( 2 ) lg( 2 )
x = 1

L={ 1 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 5 2,2 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 2 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 5 2.2 0 =5. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 2 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=7, weil ja 7 - 5 = 2 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 7, also 5 2.2 t = 7.

5 2.2 t = 7 |:5
2.2 t = 7 5 |lg(⋅)
lg( 2.2 t ) = lg( 7 5 )
t · lg( 2.2 ) = lg( 7 5 ) |: lg( 2.2 )
t = lg( 7 5 ) lg( 2.2 )
t = 0,4267

Zum Zeitpunkt t ≈ 0,4267 Jahre ist der Bestand 7 Millionen, also um 2 Millionen größer als zu Beginn..