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:

4 x +48 = 112

Lösung einblenden
4 x +48 = 112 | -48
4 x = 64 |lg(⋅)
lg( 4 x ) = lg( 64 )
x · lg( 4 ) = lg( 64 ) |: lg( 4 )
x = lg( 64 ) lg( 4 )
x = 3

L={ 3 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

4 x = 64

4 x = 4 3

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=3 kommen.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3⋅ 4 x -192⋅ 4 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man -192⋅ 4 2x in -192⋅ 4 2x = -192⋅ 4 x + x = -192⋅ 4 x · 4 x auf::

-192⋅ 4 2x +3⋅ 4 x = 0

-192⋅ 4 x + x +3⋅ 4 x = 0

-192⋅ 4 x · 4 x +3⋅ 4 x = 0

4 x ( -192⋅ 4 x +3 ) = 0
( -192⋅ 4 x +3 ) · 4 x = 0

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

1. Fall:

-192⋅ 4 x +3 = 0 | -3
-192⋅ 4 x = -3 |:-192
4 x = 1 64 |lg(⋅)
lg( 4 x ) = lg( 1 64 )
x · lg( 4 ) = lg( 1 64 ) |: lg( 4 )
x1 = lg( 1 64 ) lg( 4 )
x1 = -3

2. Fall:

4 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ -3 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 77⋅ 0,75 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 51 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 51, also 77⋅ 0,75 t = 51.

77⋅ 0,75 t = 51 |:77
0,75 t = 51 77 |lg(⋅)
lg( 0,75 t ) = lg( 51 77 )
t · lg( 0,75 ) = lg( 51 77 ) |: lg( 0,75 )
t = lg( 51 77 ) lg( 0,75 )
t = 1,4321

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,4321 Jahre ist der Bestand 51 Millionen.