Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x = 81

Lösung einblenden
3 x = 81 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 81 )
x · lg( 3 ) = lg( 81 ) |: lg( 3 )
x = lg( 81 ) lg( 3 )
x = 4

L={ 4 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 81

3 x = 3 4

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=4 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 3x +3 = 1 7

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Wir schreiben einfach um:

7 3x +3 = 1 7

7 3x +3 = 7 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 7.

Um die Gleichung zu lösen, können wir also einfach die beiden Exponenten (links: 3x +3 und rechts: -1) gleichsetzen:

3x +3 = -1 | -3
3x = -4 |:3
x = - 4 3

L={ - 4 3 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 2 x +24 4 x = 0

Lösung einblenden

Zuerst bringt man die beiden Summanden auf zwei verschiedene Seiten der Gleichung:

-3 2 x +24 4 x = 0| +3 2 x

24 4 x = 3 2 x | : 24 : 2 x

4 x 2 x = 3 24

( 4 2 ) x = 1 8

2 x = 1 8 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 1 8 )
x · lg( 2 ) = lg( 1 8 ) |: lg( 2 )
x = lg( 1 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)= 3100 1,23 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 500 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 3100 1,23 0 =3100. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 500 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=3600, weil ja 3600 - 3100 = 500 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 3600, also 3100 1,23 t = 3600.

3100 1,23 t = 3600 |:3100
1,23 t = 36 31 |lg(⋅)
lg( 1,23 t ) = lg( 36 31 )
t · lg( 1,23 ) = lg( 36 31 ) |: lg( 1,23 )
t = lg( 36 31 ) lg( 1,23 )
t = 0,7223

Zum Zeitpunkt t ≈ 0,7223 Wochen ist der Bestand 3600 Nutzer, also um 500 Nutzer größer als zu Beginn..