Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x = 1

Lösung einblenden
4 x = 1 |lg(⋅)
lg( 4 x ) = 0
x · lg( 4 ) = 0 |: lg( 4 )
x = 0 lg( 4 )
x = 0

L={0}

Im Idealfall erkennt man bereits:

4 x = 1

4 x = 40

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

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 2 4 x = - 1 2

Lösung einblenden
1 2 4 x = - 1 2 |⋅2
4 x = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={}

4 x muss immer >0 sein und kann daher nicht = -1 sein.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2x +1 = 3 2 2x -1

Lösung einblenden

2 2x +1 = 3 2 2x -1 | -3 2 2x -1 -1

-3 2 2x -1 + 2 2x = -1

Wir müssen -3 2 2x -1 in -3 2 2x · 2 -1 aufspalten um die beiden 2er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-3 2 2x · 2 -1 + 2 2x = -1

- 3 2 2 2x + 2 2x = -1 | ⋅ 2

-3 2 2x +2 2 2x = -2

- 2 2x = -2 |:-1
2 2x = 2 |lg(⋅)
lg( 2 2x ) = lg( 2 )
2x · lg( 2 ) = lg( 2 ) |: lg( 2 )
2x = lg( 2 ) lg( 2 )
2x = 1 |:2
x = 1 2 = 0.5

L={ 1 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 91 0,75 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 57 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 57, also 91 0,75 t = 57.

91 0,75 t = 57 |:91
0,75 t = 57 91 |lg(⋅)
lg( 0,75 t ) = lg( 57 91 )
t · lg( 0,75 ) = lg( 57 91 ) |: lg( 0,75 )
t = lg( 57 91 ) lg( 0,75 )
t = 1,6261

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,6261 Jahre ist der Bestand 57 Millionen.