Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x = e

Lösung einblenden

e x = e

Zuerst versuchen wir den Term rechts auch als Exponentialterm zu schreiben.

e x = e 1

Wir erkennen, dass links und rechts Exponentialterme mit gleicher Basis e stehen.
Diese Terme sind genau dann gleich, wenn ihre Exponenten gleich sind. Deswegen setzen wir einfach nur diese gleich:

x = 1

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 e -5x = 2

Lösung einblenden
3 e -5x = 2 |:3
e -5x = 2 3 |ln(⋅)
-5x = ln( 2 3 ) |:-5
x = - 1 5 ln( 2 3 ) ≈ 0.0811

L={ - 1 5 ln( 2 3 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -4 e x -21 = 0

Lösung einblenden
e 2x -4 e x -21 = 0

Diese Gleichung kann durch Substitution auf eine quadratische Gleichung zurückgeführt werden!

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -4u -21 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

u1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -21 ) 21

u1,2 = +4 ± 16 +84 2

u1,2 = +4 ± 100 2

u1 = 4 + 100 2 = 4 +10 2 = 14 2 = 7

u2 = 4 - 100 2 = 4 -10 2 = -6 2 = -3

Rücksubstitution:

u1: e x = 7

e x = 7 |ln(⋅)
x1 = ln( 7 ) ≈ 1.9459

u2: e x = -3

e x = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 7 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 6x -3 e 3x -10 = 0

Lösung einblenden
e 6x -3 e 3x -10 = 0

Diese Gleichung kann durch Substitution auf eine quadratische Gleichung zurückgeführt werden!

Setze u = e 3x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -3u -10 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

u1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -10 ) 21

u1,2 = +3 ± 9 +40 2

u1,2 = +3 ± 49 2

u1 = 3 + 49 2 = 3 +7 2 = 10 2 = 5

u2 = 3 - 49 2 = 3 -7 2 = -4 2 = -2

Rücksubstitution:

u1: e 3x = 5

e 3x = 5 |ln(⋅)
3x = ln( 5 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 5 ) ≈ 0.5365

u2: e 3x = -2

e 3x = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 5 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +3 e x -18 = 0

Lösung einblenden
e 2x +3 e x -18 = 0

Diese Gleichung kann durch Substitution auf eine quadratische Gleichung zurückgeführt werden!

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +3u -18 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

u1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -18 ) 21

u1,2 = -3 ± 9 +72 2

u1,2 = -3 ± 81 2

u1 = -3 + 81 2 = -3 +9 2 = 6 2 = 3

u2 = -3 - 81 2 = -3 -9 2 = -12 2 = -6

Rücksubstitution:

u1: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x1 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

u2: e x = -6

e x = -6

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 3 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 e 3x = 6 e x

Lösung einblenden
2 e 3x = 6 e x | -6 e x
2 e 3x -6 e x = 0
2 ( e 2x -3 ) e x = 0

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

1. Fall:

e 2x -3 = 0 | +3
e 2x = 3 |ln(⋅)
2x = ln( 3 ) |:2
x1 = 1 2 ln( 3 ) ≈ 0.5493

2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 2 ln( 3 ) }