Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x = 2

Lösung einblenden
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:

6 x -2 = 1 6

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

6 x -2 = 1 6

6 x -2 = 6 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 6.

Um die Gleichung zu lösen, können wir also einfach die beiden Exponenten (links: x -2 und rechts: -1) gleichsetzen:

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

L={ 1 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 5 x -1 +2 5 x = 25

Lösung einblenden

-5 5 x -1 +2 5 x = 25

Wir müssen -5 5 x -1 in -5 5 x · 5 -1 aufspalten um die beiden 5er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-5 5 x · 5 -1 +2 5 x = 25

- 5 x +2 5 x = 25

5 x = 25 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 25 )
x · lg( 5 ) = lg( 25 ) |: lg( 5 )
x = lg( 25 ) lg( 5 )
x = 2

L={ 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Durch intensive Klimaschutzprogramme schafft es ein Staat seine CO2-Emissonen leicht zu reduzieren, so dass der jährliche CO2-Ausstoß näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 830 0,91 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen Tonnen) beschrieben werden kann. Wie viele Jahre nach Beobachtungsbeginn werden 280 Millionen Tonnen weniger CO2 ausgestoßen als noch zu Beginn?

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 830 0,91 0 =830. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 280 kleiner geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=550, weil ja 550 - 830 = -280 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 550, also 830 0,91 t = 550.

830 0,91 t = 550 |:830
0,91 t = 55 83 |lg(⋅)
lg( 0,91 t ) = lg( 55 83 )
t · lg( 0,91 ) = lg( 55 83 ) |: lg( 0,91 )
t = lg( 55 83 ) lg( 0,91 )
t = 4,3633

Zum Zeitpunkt t ≈ 4,3633 Jahre ist der Bestand 550 Millionen Tonnen, also um 280 Millionen Tonnen kleiner als zu Beginn..