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:

5 -x -1 = 1 5

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

5 -x -1 = 1 5

5 -x -1 = 5 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 5.

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

-x -1 = -1 | +1
-x = 0 |:(-1 )
x = 0

L={0}

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x +4 = 9 5 x -1

Lösung einblenden

5 x +4 = 9 5 x -1 | -9 5 x -1 -4

-9 5 x -1 + 5 x = -4

Wir müssen -9 5 x -1 in -9 5 x · 5 -1 aufspalten um die beiden 5er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-9 5 x · 5 -1 + 5 x = -4

- 9 5 5 x + 5 x = -4 | ⋅ 5

-9 5 x +5 5 x = -20

-4 5 x = -20 |:-4
5 x = 5 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 5 )
x · lg( 5 ) = lg( 5 ) |: lg( 5 )
x = lg( 5 ) lg( 5 )
x = 1

L={ 1 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 70 0,75 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 31 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 31, also 70 0,75 t = 31.

70 0,75 t = 31 |:70
0,75 t = 31 70 |lg(⋅)
lg( 0,75 t ) = lg( 31 70 )
t · lg( 0,75 ) = lg( 31 70 ) |: lg( 0,75 )
t = lg( 31 70 ) lg( 0,75 )
t = 2,8313

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,8313 Jahre ist der Bestand 31 Millionen.