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:

1 2 3 x -1 = 12,5

Lösung einblenden
1 2 3 x -1 = 12,5 | +1
1 2 3 x = 13,5 |⋅2
3 x = 27 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 27 )
x · lg( 3 ) = lg( 27 ) |: lg( 3 )
x = lg( 27 ) lg( 3 )
x = 3

L={ 3 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 27

3 x = 3 3

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

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- 5 x +5 5 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man 5 5 2x in 5 5 2x = 5 5 x + x = 5 5 x · 5 x auf::

5 5 2x - 5 x = 0

5 5 x + x - 5 x = 0

5 5 x · 5 x - 5 x = 0

5 x ( 5 5 x -1 ) = 0
( 5 5 x -1 ) · 5 x = 0

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

1. Fall:

5 5 x -1 = 0 | +1
5 5 x = 1 |:5
5 x = 1 5 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 1 5 )
x · lg( 5 ) = lg( 1 5 ) |: lg( 5 )
x1 = lg( 1 5 ) lg( 5 )
x1 = -1

2. Fall:

5 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ -1 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 98 0,9 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 62 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 62, also 98 0,9 t = 62.

98 0,9 t = 62 |:98
0,9 t = 31 49 |lg(⋅)
lg( 0,9 t ) = lg( 31 49 )
t · lg( 0,9 ) = lg( 31 49 ) |: lg( 0,9 )
t = lg( 31 49 ) lg( 0,9 )
t = 4,3454

Zum Zeitpunkt t ≈ 4,3454 Jahre ist der Bestand 62 Millionen.