Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x = 16

Lösung einblenden
4 x = 16 |lg(⋅)
lg( 4 x ) = lg( 16 )
x · lg( 4 ) = lg( 16 ) |: lg( 4 )
x = lg( 16 ) lg( 4 )
x = 2

L={ 2 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

4 x = 16

4 x = 4 2

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

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 10 x = 7

Lösung einblenden
5 10 x = 7 |:5
10 x = 7 5 |lg(⋅)
x = lg( 7 5 ) ≈ 0.1461

L={ lg( 7 5 ) }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 5 2x +1 -75 = 7 5 2x

Lösung einblenden

2 5 2x +1 -75 = 7 5 2x | -7 5 2x +75

2 5 2x +1 -7 5 2x = 75

Wir müssen 2 5 2x +1 in 2 5 2x · 5 1 aufspalten um die beiden 5er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

2 5 2x · 5 1 -7 5 2x = 75

10 5 2x -7 5 2x = 75

3 5 2x = 75 |:3
5 2x = 25 |lg(⋅)
lg( 5 2x ) = lg( 25 )
2x · lg( 5 ) = lg( 25 ) |: lg( 5 )
2x = lg( 25 ) lg( 5 )
2x = 2 |:2
x = 1

L={ 1 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 3 1,8 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 3 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 3 1,8 0 =3. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 3 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=6, weil ja 6 - 3 = 3 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 6, also 3 1,8 t = 6.

3 1,8 t = 6 |:3
1,8 t = 2 |lg(⋅)
lg( 1,8 t ) = lg( 2 )
t · lg( 1,8 ) = lg( 2 ) |: lg( 1,8 )
t = lg( 2 ) lg( 1,8 )
t = 1,1792

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,1792 Jahre ist der Bestand 6 Millionen, also um 3 Millionen größer als zu Beginn..