Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x = 25

Lösung einblenden
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

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 2 5 x = - 5 2

Lösung einblenden
1 2 5 x = - 5 2 |⋅2
5 x = -5

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={}

5 x muss immer >0 sein und kann daher nicht = -5 sein.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x - 3 2x = 0

Lösung einblenden

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

- 3 2x + 3 x = 0

- 3 x + x + 3 x = 0

- 3 x · 3 x + 3 x = 0

3 x ( - 3 x +1 ) = 0
( - 3 x +1 ) · 3 x = 0

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

1. Fall:

- 3 x +1 = 0 | -1
- 3 x = -1 |:-1
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:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 126 0,9 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 100 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 100, also 126 0,9 t = 100.

126 0,9 t = 100 |:126
0,9 t = 50 63 |lg(⋅)
lg( 0,9 t ) = lg( 50 63 )
t · lg( 0,9 ) = lg( 50 63 ) |: lg( 0,9 )
t = lg( 50 63 ) lg( 0,9 )
t = 2,1935

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,1935 Jahre ist der Bestand 100 Millionen.