Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 2 2 x = 1

Lösung einblenden
1 2 2 x = 1 |⋅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 }

Man erkennt bereits bei 2 x = 2 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 x -3 = 1 7

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

7 x -3 = 1 7

7 x -3 = 7 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 7.

Um die Gleichung zu lösen, können wir also einfach die beiden Exponenten (links: x -3 und rechts: -1) gleichsetzen:

x -3 = -1 | +3
x = 2

L={ 2 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x +2 -243 = 6 3 x

Lösung einblenden

3 x +2 -243 = 6 3 x | -6 3 x +243

3 x +2 -6 3 x = 243

Wir müssen 3 x +2 in 3 x · 3 2 aufspalten um die beiden 3er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

3 x · 3 2 -6 3 x = 243

9 3 x -6 3 x = 243

3 3 x = 243 |:3
3 x = 81 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 81 )
x · lg( 3 ) = lg( 81 ) |: lg( 3 )
x = lg( 81 ) lg( 3 )
x = 4

L={ 4 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 3300 1,41 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 900 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 3300 1,41 0 =3300. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 900 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=4200, weil ja 4200 - 3300 = 900 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 4200, also 3300 1,41 t = 4200.

3300 1,41 t = 4200 |:3300
1,41 t = 14 11 |lg(⋅)
lg( 1,41 t ) = lg( 14 11 )
t · lg( 1,41 ) = lg( 14 11 ) |: lg( 1,41 )
t = lg( 14 11 ) lg( 1,41 )
t = 0,7019

Zum Zeitpunkt t ≈ 0,7019 Wochen ist der Bestand 4200 Nutzer, also um 900 Nutzer größer als zu Beginn..