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 3 x = 6

Lösung einblenden
2 3 x = 6 |:2
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 (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2x +24 = 7 2 2x -2

Lösung einblenden

2 2x +24 = 7 2 2x -2 | -7 2 2x -2 -24

-7 2 2x -2 + 2 2x = -24

Wir müssen -7 2 2x -2 in -7 2 2x · 2 -2 aufspalten um die beiden 2er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-7 2 2x · 2 -2 + 2 2x = -24

- 7 4 2 2x + 2 2x = -24 | ⋅ 4

-7 2 2x +4 2 2x = -96

-3 2 2x = -96 |:-3
2 2x = 32 |lg(⋅)
lg( 2 2x ) = lg( 32 )
2x · lg( 2 ) = lg( 32 ) |: lg( 2 )
2x = lg( 32 ) lg( 2 )
2x = 5 |:2
x = 5 2 = 2.5

L={ 5 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 2 1,7 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)= 2 1,7 0 =2. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 9 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=11, weil ja 11 - 2 = 9 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 11, also 2 1,7 t = 11.

2 1,7 t = 11 |:2
1,7 t = 11 2 |lg(⋅)
lg( 1,7 t ) = lg( 11 2 )
t · lg( 1,7 ) = lg( 11 2 ) |: lg( 1,7 )
t = lg( 11 2 ) lg( 1,7 )
t = 3,2127

Zum Zeitpunkt t ≈ 3,2127 Jahre ist der Bestand 11 Millionen, also um 9 Millionen größer als zu Beginn..