Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2 x = 16

Lösung einblenden
2 2 x = 16 |:2
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 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

2 x = 8

2 x = 2 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 = 0 |:(-1 )
x = 0

L={0}

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 3 x -1 +2 3 x = 3

Lösung einblenden

-5 3 x -1 +2 3 x = 3

Wir müssen -5 3 x -1 in -5 3 x · 3 -1 aufspalten um die beiden 3er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-5 3 x · 3 -1 +2 3 x = 3

- 5 3 3 x +2 3 x = 3 | ⋅ 3

-5 3 x +6 3 x = 9

3 x = 9 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 9 )
x · lg( 3 ) = lg( 9 ) |: lg( 3 )
x = lg( 9 ) lg( 3 )
x = 2

L={ 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 4200 1,11 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 1100 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 4200 1,11 0 =4200. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 1100 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=5300, weil ja 5300 - 4200 = 1100 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 5300, also 4200 1,11 t = 5300.

4200 1,11 t = 5300 |:4200
1,11 t = 53 42 |lg(⋅)
lg( 1,11 t ) = lg( 53 42 )
t · lg( 1,11 ) = lg( 53 42 ) |: lg( 1,11 )
t = lg( 53 42 ) lg( 1,11 )
t = 2,229

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,229 Wochen ist der Bestand 5300 Nutzer, also um 1100 Nutzer größer als zu Beginn..