Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x = 81

Lösung einblenden
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 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 81

3 x = 3 4

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=4 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 -x -1 = 1 5

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Wir schreiben einfach um:

5 -x -1 = 1 5

5 -x -1 = 5 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 5.

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

-x -1 = -1 | +1
-x = 0 |:(-1 )
x = 0

L={0}

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 2 x +16 4 x = 0

Lösung einblenden

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

-2 2 x +16 4 x = 0| +2 2 x

16 4 x = 2 2 x | : 16 : 2 x

4 x 2 x = 2 16

( 4 2 ) x = 1 8

2 x = 1 8 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 1 8 )
x · lg( 2 ) = lg( 1 8 ) |: lg( 2 )
x = lg( 1 8 ) lg( 2 )
x = -3

L={ -3 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 2900 1,15 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 1100 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 2900 1,15 0 =2900. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 1100 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=4000, weil ja 4000 - 2900 = 1100 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 4000, also 2900 1,15 t = 4000.

2900 1,15 t = 4000 |:2900
1,15 t = 40 29 |lg(⋅)
lg( 1,15 t ) = lg( 40 29 )
t · lg( 1,15 ) = lg( 40 29 ) |: lg( 1,15 )
t = lg( 40 29 ) lg( 1,15 )
t = 2,3009

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,3009 Wochen ist der Bestand 4000 Nutzer, also um 1100 Nutzer größer als zu Beginn..