Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 2 2 x = 4

Lösung einblenden
1 2 2 x = 4 |⋅2
2 x = 8 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 8 )
x · lg( 2 ) = lg( 8 ) |: lg( 2 )
x = lg( 8 ) lg( 2 )
x = 3

L={ 3 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

2 x = 8

2 x = 2 3

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

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 x +15 = 79

Lösung einblenden
4 x +15 = 79 | -15
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:

2 2 x +1 -24 = 2 x

Lösung einblenden

2 2 x +1 -24 = 2 x | - 2 x +24

2 2 x +1 - 2 x = 24

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

2 2 x · 2 1 - 2 x = 24

4 2 x - 2 x = 24

3 2 x = 24 |:3
2 x = 8 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 8 )
x · lg( 2 ) = lg( 8 ) |: lg( 2 )
x = lg( 8 ) lg( 2 )
x = 3

L={ 3 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 4 1,6 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 6 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 4 1,6 0 =4. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 6 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=10, weil ja 10 - 4 = 6 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 10, also 4 1,6 t = 10.

4 1,6 t = 10 |:4
1,6 t = 5 2 |lg(⋅)
lg( 1,6 t ) = lg( 5 2 )
t · lg( 1,6 ) = lg( 5 2 ) |: lg( 1,6 )
t = lg( 5 2 ) lg( 1,6 )
t = 1,9495

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,9495 Jahre ist der Bestand 10 Millionen, also um 6 Millionen größer als zu Beginn..