Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x = 4

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

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 4 x = 4 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 2x +2 = 1 6

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

6 2x +2 = 1 6

6 2x +2 = 6 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 6.

Um die Gleichung zu lösen, können wir also einfach die beiden Exponenten (links: 2x +2 und rechts: -1) gleichsetzen:

2x +2 = -1 | -2
2x = -3 |:2
x = - 3 2 = -1.5

L={ - 3 2 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 2x -1 = 3 4 2x -1

Lösung einblenden

4 2x -1 = 3 4 2x -1 | -3 4 2x -1 +1

-3 4 2x -1 + 4 2x = 1

Wir müssen -3 4 2x -1 in -3 4 2x · 4 -1 aufspalten um die beiden 4er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-3 4 2x · 4 -1 + 4 2x = 1

- 3 4 4 2x + 4 2x = 1 | ⋅ 4

-3 4 2x +4 4 2x = 4

4 2x = 4 |lg(⋅)
lg( 4 2x ) = lg( 4 )
2x · lg( 4 ) = lg( 4 ) |: lg( 4 )
2x = lg( 4 ) lg( 4 )
2x = 1 |:2
x = 1 2 = 0.5

L={ 1 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 2900 1,29 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 900 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 2900 1,29 0 =2900. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 900 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=3800, weil ja 3800 - 2900 = 900 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 3800, also 2900 1,29 t = 3800.

2900 1,29 t = 3800 |:2900
1,29 t = 38 29 |lg(⋅)
lg( 1,29 t ) = lg( 38 29 )
t · lg( 1,29 ) = lg( 38 29 ) |: lg( 1,29 )
t = lg( 38 29 ) lg( 1,29 )
t = 1,0615

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,0615 Wochen ist der Bestand 3800 Nutzer, also um 900 Nutzer größer als zu Beginn..