Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x = 125

Lösung einblenden
5 x = 125 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 125 )
x · lg( 5 ) = lg( 125 ) |: lg( 5 )
x = lg( 125 ) lg( 5 )
x = 3

L={ 3 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

5 x = 125

5 x = 5 3

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

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x +1 = 1 3

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

3 x +1 = 1 3

3 x +1 = 3 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 3.

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

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

L={ -2 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 5 x + 6 x = 0

Lösung einblenden

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

-4 5 x + 6 x = 0| +4 5 x

6 x = 4 5 x | : 1 : 5 x

6 x 5 x = 4

( 6 5 ) x = 4

( 6 5 ) x = 4 |lg(⋅)
lg( ( 6 5 ) x ) = lg( 4 )
x · lg( 6 5 ) = lg( 4 ) |: lg( 6 5 )
x = lg( 4 ) lg( 6 5 )
x = 7,6036

L={ 7,6036 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 3700 1,31 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 1000 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 3700 1,31 0 =3700. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 1000 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=4700, weil ja 4700 - 3700 = 1000 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 4700, also 3700 1,31 t = 4700.

3700 1,31 t = 4700 |:3700
1,31 t = 47 37 |lg(⋅)
lg( 1,31 t ) = lg( 47 37 )
t · lg( 1,31 ) = lg( 47 37 ) |: lg( 1,31 )
t = lg( 47 37 ) lg( 1,31 )
t = 0,8859

Zum Zeitpunkt t ≈ 0,8859 Wochen ist der Bestand 4700 Nutzer, also um 1000 Nutzer größer als zu Beginn..