Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x = 64

Lösung einblenden
4 x = 64 |lg(⋅)
lg( 4 x ) = lg( 64 )
x · lg( 4 ) = lg( 64 ) |: lg( 4 )
x = lg( 64 ) lg( 4 )
x = 3

L={ 3 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

4 x = 64

4 x = 4 3

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=3 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 -3x +1 = 1 7

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

7 -3x +1 = 1 7

7 -3x +1 = 7 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 7.

Um die Gleichung zu lösen, können wir also einfach die beiden Exponenten (links: -3x +1 und rechts: -1) gleichsetzen:

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

L={ 2 3 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 3 x -162 3 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man -162 3 2x in -162 3 2x = -162 3 x + x = -162 3 x · 3 x auf::

-162 3 2x +2 3 x = 0

-162 3 x + x +2 3 x = 0

-162 3 x · 3 x +2 3 x = 0

3 x ( -162 3 x +2 ) = 0
( -162 3 x +2 ) · 3 x = 0

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

1. Fall:

-162 3 x +2 = 0 | -2
-162 3 x = -2 |:-162
3 x = 1 81 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 1 81 )
x · lg( 3 ) = lg( 1 81 ) |: lg( 3 )
x1 = lg( 1 81 ) lg( 3 )
x1 = -4

2. Fall:

3 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ -4 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 3 1,5 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 5 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 3 1,5 0 =3. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 5 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=8, weil ja 8 - 3 = 5 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 8, also 3 1,5 t = 8.

3 1,5 t = 8 |:3
1,5 t = 8 3 |lg(⋅)
lg( 1,5 t ) = lg( 8 3 )
t · lg( 1,5 ) = lg( 8 3 ) |: lg( 1,5 )
t = lg( 8 3 ) lg( 1,5 )
t = 2,419

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,419 Jahre ist der Bestand 8 Millionen, also um 5 Millionen größer als zu Beginn..