Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x +1 = 1

Lösung einblenden

e x +1 = 1

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

e x +1 = e 0

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 = 0 | -1
x = -1

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 e -2x = -4

Lösung einblenden
-2 e -2x = -4 |:-2
e -2x = 2 |ln(⋅)
-2x = ln( 2 ) |:-2
x = - 1 2 ln( 2 ) ≈ -0.3466

L={ - 1 2 ln( 2 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -7 e x +12 = 0

Lösung einblenden
e 2x -7 e x +12 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -7u +12 = 0

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

u1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

u1,2 = +7 ± 49 -48 2

u1,2 = +7 ± 1 2

u1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

u2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

Rücksubstitution:

u1: e x = 4

e x = 4 |ln(⋅)
x1 = ln( 4 ) ≈ 1.3863
x1 = 2 ln( 2 )

u2: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x2 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

L={ ln( 3 ) ; 2 ln( 2 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -1 -2 e -2x = 0

Lösung einblenden
e 2x -1 -2 e -2x = 0

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

e 2x -2 e -2x -1 = 0 |⋅ e 2x
e 4x - e 2x -2 = 0

Setze u = e 2x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 - u -2 = 0

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

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

u1,2 = +1 ± 1 +8 2

u1,2 = +1 ± 9 2

u1 = 1 + 9 2 = 1 +3 2 = 4 2 = 2

u2 = 1 - 9 2 = 1 -3 2 = -2 2 = -1

Rücksubstitution:

u1: e 2x = 2

e 2x = 2 |ln(⋅)
2x = ln( 2 ) |:2
x1 = 1 2 ln( 2 ) ≈ 0.3466

u2: e 2x = -1

e 2x = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 2 ln( 2 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 e 2x +5 = 0

Lösung einblenden
-5 e 2x +5 = 0 | -5
-5 e 2x = -5 |:-5
e 2x = 1 |ln(⋅)
2x = 0 |:2
x = 0 ≈ 0

L={0}

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 e 2x -5 e -x = 0

Lösung einblenden
9 e 2x -5 e -x = 0
( 9 e 3x -5 ) e -x = 0

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

1. Fall:

9 e 3x -5 = 0 | +5
9 e 3x = 5 |:9
e 3x = 5 9 |ln(⋅)
3x = ln( 5 9 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 5 9 ) ≈ -0.1959

2. Fall:

e -x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 5 9 ) }