Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2 x = 2

Lösung einblenden
2 2 x = 2 |:2
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:

2 3 x = -2

Lösung einblenden
2 3 x = -2 |:2
3 x = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={}

3 x muss immer >0 sein und kann daher nicht = -1 sein.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x +2 -8 2 x = -32

Lösung einblenden

2 x +2 -8 2 x = -32

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

2 x · 2 2 -8 2 x = -32

4 2 x -8 2 x = -32

-4 2 x = -32 |:-4
2 x = 8 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 8 )
x · lg( 2 ) = lg( 8 ) |: lg( 2 )
x = lg( 8 ) lg( 2 )
x = 3

L={ 3 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 2700 1,11 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 800 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 2700 1,11 0 =2700. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 800 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=3500, weil ja 3500 - 2700 = 800 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 3500, also 2700 1,11 t = 3500.

2700 1,11 t = 3500 |:2700
1,11 t = 35 27 |lg(⋅)
lg( 1,11 t ) = lg( 35 27 )
t · lg( 1,11 ) = lg( 35 27 ) |: lg( 1,11 )
t = lg( 35 27 ) lg( 1,11 )
t = 2,4867

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,4867 Wochen ist der Bestand 3500 Nutzer, also um 800 Nutzer größer als zu Beginn..