Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x = 9

Lösung einblenden
3 x = 9 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 9 )
x · lg( 3 ) = lg( 9 ) |: lg( 3 )
x = lg( 9 ) lg( 3 )
x = 2

L={ 2 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 9

3 x = 3 2

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=2 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2 x +16 = 48

Lösung einblenden
2 2 x +16 = 48 | -16
2 2 x = 32 |:2
2 x = 16 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 16 )
x · lg( 2 ) = lg( 16 ) |: lg( 2 )
x = lg( 16 ) lg( 2 )
x = 4

L={ 4 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

2 x = 16

2 x = 2 4

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=4 kommen.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2 2x +2 -10 2 2x = -16

Lösung einblenden

2 2 2x +2 -10 2 2x = -16

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

2 2 2x · 2 2 -10 2 2x = -16

8 2 2x -10 2 2x = -16

-2 2 2x = -16 |:-2
2 2x = 8 |lg(⋅)
lg( 2 2x ) = lg( 8 )
2x · lg( 2 ) = lg( 8 ) |: lg( 2 )
2x = lg( 8 ) lg( 2 )
2x = 3 |:2
x = 3 2 = 1.5

L={ 3 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 3 1,4 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 7 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 3 1,4 0 =3. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 7 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=10, weil ja 10 - 3 = 7 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 10, also 3 1,4 t = 10.

3 1,4 t = 10 |:3
1,4 t = 10 3 |lg(⋅)
lg( 1,4 t ) = lg( 10 3 )
t · lg( 1,4 ) = lg( 10 3 ) |: lg( 1,4 )
t = lg( 10 3 ) lg( 1,4 )
t = 3,5782

Zum Zeitpunkt t ≈ 3,5782 Jahre ist der Bestand 10 Millionen, also um 7 Millionen größer als zu Beginn..