Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 5 x = 10

Lösung einblenden
2 5 x = 10 |:2
5 x = 5 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 5 )
x · lg( 5 ) = lg( 5 ) |: lg( 5 )
x = lg( 5 ) lg( 5 )
x = 1

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 5 x = 5 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 -2x -3 = 1 3

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

3 -2x -3 = 1 3

3 -2x -3 = 3 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 3.

Um die Gleichung zu lösen, können wir also einfach die beiden Exponenten (links: -2x -3 und rechts: -1) gleichsetzen:

-2x -3 = -1 | +3
-2x = 2 |:(-2 )
x = -1

L={ -1 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

81 3 x -3 3 2x = 0

Lösung einblenden

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

-3 3 2x +81 3 x = 0

-3 3 x + x +81 3 x = 0

-3 3 x · 3 x +81 3 x = 0

3 x ( -3 3 x +81 ) = 0
( -3 3 x +81 ) · 3 x = 0

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

1. Fall:

-3 3 x +81 = 0 | -81
-3 3 x = -81 |:-3
3 x = 27 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 27 )
x · lg( 3 ) = lg( 27 ) |: lg( 3 )
x1 = lg( 27 ) lg( 3 )
x1 = 3

2. Fall:

3 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 3 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 2500 1,22 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 800 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 2500 1,22 0 =2500. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 800 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=3300, weil ja 3300 - 2500 = 800 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 3300, also 2500 1,22 t = 3300.

2500 1,22 t = 3300 |:2500
1,22 t = 33 25 |lg(⋅)
lg( 1,22 t ) = lg( 33 25 )
t · lg( 1,22 ) = lg( 33 25 ) |: lg( 1,22 )
t = lg( 33 25 ) lg( 1,22 )
t = 1,3962

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,3962 Wochen ist der Bestand 3300 Nutzer, also um 800 Nutzer größer als zu Beginn..