Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x = 3

Lösung einblenden
3 x = 3 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 3 )
x · lg( 3 ) = lg( 3 ) |: lg( 3 )
x = lg( 3 ) lg( 3 )
x = 1

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 3 x = 3 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 -2x +2 = 1 2

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

2 -2x +2 = 1 2

2 -2x +2 = 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: -2x +2 und rechts: -1) gleichsetzen:

-2x +2 = -1 | -2
-2x = -3 |:(-2 )
x = 3 2 = 1.5

L={ 3 2 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 5 x -4 6 x = 0

Lösung einblenden

Zuerst bringt man die beiden Summanden auf zwei verschiedene Seiten der Gleichung:

6 5 x -4 6 x = 0| -6 5 x

-4 6 x = -6 5 x | : -4 : 5 x

6 x 5 x = 6 4

( 6 5 ) x = 3 2

( 6 5 ) x = 3 2 |lg(⋅)
lg( ( 6 5 ) x ) = lg( 3 2 )
x · lg( 6 5 ) = lg( 3 2 ) |: lg( 6 5 )
x = lg( 3 2 ) lg( 6 5 )
x = 2,2239

L={ 2,2239 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 4 2,2 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 9 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 4 2,2 0 =4. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 9 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=13, weil ja 13 - 4 = 9 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 13, also 4 2,2 t = 13.

4 2,2 t = 13 |:4
2,2 t = 13 4 |lg(⋅)
lg( 2,2 t ) = lg( 13 4 )
t · lg( 2,2 ) = lg( 13 4 ) |: lg( 2,2 )
t = lg( 13 4 ) lg( 2,2 )
t = 1,4949

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,4949 Jahre ist der Bestand 13 Millionen, also um 9 Millionen größer als zu Beginn..