Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x = 3

Lösung einblenden
3 x = 3 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 3 )
x · lg( 3 ) = lg( 3 ) |: lg( 3 )
x = lg( 3 ) lg( 3 )
x = 1

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 3 x = 3 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 5 x -38 = 12

Lösung einblenden
2 5 x -38 = 12 | +38
2 5 x = 50 |:2
5 x = 25 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 25 )
x · lg( 5 ) = lg( 25 ) |: lg( 5 )
x = lg( 25 ) lg( 5 )
x = 2

L={ 2 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

5 x = 25

5 x = 5 2

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=2 kommen.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 3 x +2 3 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man 2 3 2x in 2 3 2x = 2 3 x + x = 2 3 x · 3 x auf::

2 3 2x -2 3 x = 0

2 3 x + x -2 3 x = 0

2 3 x · 3 x -2 3 x = 0

3 x ( 2 3 x -2 ) = 0
( 2 3 x -2 ) · 3 x = 0

Ein Produkt ist genau dann =0, wenn mindestens einer der beiden Faktoren =0 ist.

1. Fall:

2 3 x -2 = 0 | +2
2 3 x = 2 |:2
3 x = 1 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = 0
x · lg( 3 ) = 0 |: lg( 3 )
x1 = 0 lg( 3 )
x1 = 0

2. Fall:

3 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0}

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Bevölkerung eines Landes soll näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 40 1,05 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat das Land nach diesem Modell 44 Millionen Einwohner?

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 44, also 40 1,05 t = 44.

40 1,05 t = 44 |:40
1,05 t = 11 10 |lg(⋅)
lg( 1,05 t ) = lg( 11 10 )
t · lg( 1,05 ) = lg( 11 10 ) |: lg( 1,05 )
t = lg( 11 10 ) lg( 1,05 )
t = 1,9535

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,9535 Jahre ist der Bestand 44 Millionen.