Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x = 5

Lösung einblenden
5 x = 5 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 5 )
x · lg( 5 ) = lg( 5 ) |: lg( 5 )
x = lg( 5 ) lg( 5 )
x = 1

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 5 x = 5 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 -x +1 = 1 2

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

2 -x +1 = 1 2

2 -x +1 = 2 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 2.

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

-x +1 = -1 | -1
-x = -2 |:(-1 )
x = 2

L={ 2 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8 2 x + 2 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man 2 2x in 2 2x = 2 x + x = 2 x · 2 x auf::

2 2x -8 2 x = 0

2 x + x -8 2 x = 0

2 x · 2 x -8 2 x = 0

2 x ( -8 + 2 x ) = 0
2 x ( 2 x -8 ) = 0
( 2 x -8 ) · 2 x = 0

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

1. Fall:

2 x -8 = 0 | +8
2 x = 8 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 8 )
x · lg( 2 ) = lg( 8 ) |: lg( 2 )
x1 = lg( 8 ) lg( 2 )
x1 = 3

2. Fall:

2 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 3 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Bevölkerung eines Landes soll näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 20 1,4 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat das Land nach diesem Modell 25 Millionen Einwohner?

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 25, also 20 1,4 t = 25.

20 1,4 t = 25 |:20
1,4 t = 5 4 |lg(⋅)
lg( 1,4 t ) = lg( 5 4 )
t · lg( 1,4 ) = lg( 5 4 ) |: lg( 1,4 )
t = lg( 5 4 ) lg( 1,4 )
t = 0,6632

Zum Zeitpunkt t ≈ 0,6632 Jahre ist der Bestand 25 Millionen.