Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x = 2

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

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 2 x = 2 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

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 (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 5 x +3 4 x = 0

Lösung einblenden

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

-5 5 x +3 4 x = 0| +5 5 x

3 4 x = 5 5 x | : 3 : 5 x

4 x 5 x = 5 3

( 4 5 ) x = 5 3

( 4 5 ) x = 5 3 |lg(⋅)
lg( ( 4 5 ) x ) = lg( 5 3 )
x · lg( 4 5 ) = lg( 5 3 ) |: lg( 4 5 )
x = lg( 5 3 ) lg( 4 5 )
x = -2,2892

L={ -2,2892 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 4 2,5 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 3 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 4 2,5 0 =4. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 3 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=7, weil ja 7 - 4 = 3 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 7, also 4 2,5 t = 7.

4 2,5 t = 7 |:4
2,5 t = 7 4 |lg(⋅)
lg( 2,5 t ) = lg( 7 4 )
t · lg( 2,5 ) = lg( 7 4 ) |: lg( 2,5 )
t = lg( 7 4 ) lg( 2,5 )
t = 0,6107

Zum Zeitpunkt t ≈ 0,6107 Jahre ist der Bestand 7 Millionen, also um 3 Millionen größer als zu Beginn..