Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x = 1

Lösung einblenden
2 x = 1 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = 0
x · lg( 2 ) = 0 |: lg( 2 )
x = 0 lg( 2 )
x = 0

L={0}

Im Idealfall erkennt man bereits:

2 x = 1

2 x = 20

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=0 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 3x +1 = 1 3

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

3 3x +1 = 1 3

3 3x +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: 3x +1 und rechts: -1) gleichsetzen:

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

L={ - 2 3 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2 x +1 +48 = 7 2 x

Lösung einblenden

2 2 x +1 +48 = 7 2 x | -7 2 x -48

2 2 x +1 -7 2 x = -48

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

2 2 x · 2 1 -7 2 x = -48

4 2 x -7 2 x = -48

-3 2 x = -48 |:-3
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 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 91 0,9 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 52 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 52, also 91 0,9 t = 52.

91 0,9 t = 52 |:91
0,9 t = 4 7 |lg(⋅)
lg( 0,9 t ) = lg( 4 7 )
t · lg( 0,9 ) = lg( 4 7 ) |: lg( 0,9 )
t = lg( 4 7 ) lg( 0,9 )
t = 5,3114

Zum Zeitpunkt t ≈ 5,3114 Jahre ist der Bestand 52 Millionen.