Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 2 4 x = 2

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

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 4 x = 4 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 2x +1 = 1 4

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

4 2x +1 = 1 4

4 2x +1 = 4 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 4.

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

2x +1 = -1 | -1
2x = -2 |:2
x = -1

L={ -1 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 5 x +50 = 12 5 x -1

Lösung einblenden

2 5 x +50 = 12 5 x -1 | -12 5 x -1 -50

-12 5 x -1 +2 5 x = -50

Wir müssen -12 5 x -1 in -12 5 x · 5 -1 aufspalten um die beiden 5er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-12 5 x · 5 -1 +2 5 x = -50

- 12 5 5 x +2 5 x = -50 | ⋅ 5

-12 5 x +10 5 x = -250

-2 5 x = -250 |:-2
5 x = 125 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 125 )
x · lg( 5 ) = lg( 125 ) |: lg( 5 )
x = lg( 125 ) lg( 5 )
x = 3

L={ 3 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 70 0,9 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 46 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 46, also 70 0,9 t = 46.

70 0,9 t = 46 |:70
0,9 t = 23 35 |lg(⋅)
lg( 0,9 t ) = lg( 23 35 )
t · lg( 0,9 ) = lg( 23 35 ) |: lg( 0,9 )
t = lg( 23 35 ) lg( 0,9 )
t = 3,9849

Zum Zeitpunkt t ≈ 3,9849 Jahre ist der Bestand 46 Millionen.