Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x + 15 2 = e

Lösung einblenden

e x + 15 2 = e

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

e x + 15 2 = e 1 2

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 + 15 2 = 1 2 |⋅ 2
2( x + 15 2 ) = 1
2x +15 = 1 | -15
2x = -14 |:2
x = -7

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 e -3x = 6

Lösung einblenden
6 e -3x = 6 |:6
e -3x = 1 |ln(⋅)
-3x = 0 |:-3
x = 0 ≈ 0

L={0}

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -12 e x +35 = 0

Lösung einblenden
e 2x -12 e x +35 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -12u +35 = 0

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

u1,2 = +12 ± ( -12 ) 2 -4 · 1 · 35 21

u1,2 = +12 ± 144 -140 2

u1,2 = +12 ± 4 2

u1 = 12 + 4 2 = 12 +2 2 = 14 2 = 7

u2 = 12 - 4 2 = 12 -2 2 = 10 2 = 5

Rücksubstitution:

u1: e x = 7

e x = 7 |ln(⋅)
x1 = ln( 7 ) ≈ 1.9459

u2: e x = 5

e x = 5 |ln(⋅)
x2 = ln( 5 ) ≈ 1.6094

L={ ln( 5 ) ; ln( 7 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e x +2 -24 e -x = 0

Lösung einblenden
e x +2 -24 e -x = 0

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

e x -24 e -x +2 = 0 |⋅ e x
e 2x +2 e x -24 = 0

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +2u -24 = 0

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

u1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -24 ) 21

u1,2 = -2 ± 4 +96 2

u1,2 = -2 ± 100 2

u1 = -2 + 100 2 = -2 +10 2 = 8 2 = 4

u2 = -2 - 100 2 = -2 -10 2 = -12 2 = -6

Rücksubstitution:

u1: e x = 4

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

u2: e x = -6

e x = -6

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 2 ln( 2 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +6 e x -7 = 0

Lösung einblenden
e 2x +6 e x -7 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +6u -7 = 0

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

u1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · ( -7 ) 21

u1,2 = -6 ± 36 +28 2

u1,2 = -6 ± 64 2

u1 = -6 + 64 2 = -6 +8 2 = 2 2 = 1

u2 = -6 - 64 2 = -6 -8 2 = -14 2 = -7

Rücksubstitution:

u1: e x = 1

e x = 1 |ln(⋅)
x1 = 0 ≈ 0

u2: e x = -7

e x = -7

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0}

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 e -x = 8 e -4x

Lösung einblenden
2 e -x = 8 e -4x | -8 e -4x
2 e -x -8 e -4x = 0
2 ( e 3x -4 ) e -4x = 0

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

1. Fall:

e 3x -4 = 0 | +4
e 3x = 4 |ln(⋅)
3x = ln( 4 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 4 ) ≈ 0.4621
x1 = 2 3 ln( 2 )

2. Fall:

e -4x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 2 3 ln( 2 ) }