Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2⋅ 3 x = 2

Lösung einblenden
2⋅ 3 x = 2 |:2
3 x = 1 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = 0
x · lg( 3 ) = 0 |: lg( 3 )
x = 0 lg( 3 )
x = 0

L={0}

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 1

3 x = 30

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=0 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x -2 = 1 5

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

5 x -2 = 1 5

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

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

L={ 1 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6⋅ 2 x -3⋅ 2 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man -3⋅ 2 2x in -3⋅ 2 2x = -3⋅ 2 x + x = -3⋅ 2 x · 2 x auf::

-3⋅ 2 2x +6⋅ 2 x = 0

-3⋅ 2 x + x +6⋅ 2 x = 0

-3⋅ 2 x · 2 x +6⋅ 2 x = 0

2 x ( -3⋅ 2 x +6 ) = 0
( -3⋅ 2 x +6 ) · 2 x = 0

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

1. Fall:

-3⋅ 2 x +6 = 0 | -6
-3⋅ 2 x = -6 |:-3
2 x = 2 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 2 )
x · lg( 2 ) = lg( 2 ) |: lg( 2 )
x1 = lg( 2 ) lg( 2 )
x1 = 1

2. Fall:

2 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 4600⋅ 1,45 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 700 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 4600⋅ 1,45 0 =4600. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 700 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=5300, weil ja 5300 - 4600 = 700 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 5300, also 4600⋅ 1,45 t = 5300.

4600⋅ 1,45 t = 5300 |:4600
1,45 t = 53 46 |lg(⋅)
lg( 1,45 t ) = lg( 53 46 )
t · lg( 1,45 ) = lg( 53 46 ) |: lg( 1,45 )
t = lg( 53 46 ) lg( 1,45 )
t = 0,3812

Zum Zeitpunkt t ≈ 0,3812 Wochen ist der Bestand 5300 Nutzer, also um 700 Nutzer größer als zu Beginn..