Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x +8 = e

Lösung einblenden

e x +8 = e

Zuerst versuchen wir den Term rechts auch als Exponentialterm zu schreiben.

e x +8 = e 1

Wir erkennen, dass links und rechts Exponentialterme mit gleicher Basis e stehen.
Diese Terme sind genau dann gleich, wenn ihre Exponenten gleich sind. Deswegen setzen wir einfach nur diese gleich:

x +8 = 1 | -8
x = -7

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 e 2x = 3

Lösung einblenden
3 e 2x = 3 |:3
e 2x = 1 |ln(⋅)
2x = 0 |:2
x = 0 ≈ 0

L={0}

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -2 e x -15 = 0

Lösung einblenden
e 2x -2 e x -15 = 0

Diese Gleichung kann durch Substitution auf eine quadratische Gleichung zurückgeführt werden!

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -2u -15 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

u1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

u1,2 = +2 ± 4 +60 2

u1,2 = +2 ± 64 2

u1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

u2 = 2 - 64 2 = 2 -8 2 = -6 2 = -3

Rücksubstitution:

u1: e x = 5

e x = 5 |ln(⋅)
x1 = ln( 5 ) ≈ 1.6094

u2: e x = -3

e x = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 5 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 6x +4 e 3x -21 = 0

Lösung einblenden
e 6x +4 e 3x -21 = 0

Diese Gleichung kann durch Substitution auf eine quadratische Gleichung zurückgeführt werden!

Setze u = e 3x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +4u -21 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

u1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -21 ) 21

u1,2 = -4 ± 16 +84 2

u1,2 = -4 ± 100 2

u1 = -4 + 100 2 = -4 +10 2 = 6 2 = 3

u2 = -4 - 100 2 = -4 -10 2 = -14 2 = -7

Rücksubstitution:

u1: e 3x = 3

e 3x = 3 |ln(⋅)
3x = ln( 3 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 3 ) ≈ 0.3662

u2: e 3x = -7

e 3x = -7

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 3 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 e -2x +3 = 0

Lösung einblenden
-4 e -2x +3 = 0 | -3
-4 e -2x = -3 |:-4
e -2x = 3 4 |ln(⋅)
-2x = ln( 3 4 ) |:-2
x = - 1 2 ln( 3 4 ) ≈ 0.1438

L={ - 1 2 ln( 3 4 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-6 e 2x = - e -3x

Lösung einblenden
-6 e 2x = - e -3x | + e -3x
-6 e 2x + e -3x = 0
( -6 e 5x +1 ) e -3x = 0

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

1. Fall:

-6 e 5x +1 = 0 | -1
-6 e 5x = -1 |:-6
e 5x = 1 6 |ln(⋅)
5x = ln( 1 6 ) |:5
x1 = 1 5 ln( 1 6 ) ≈ -0.3584

2. Fall:

e -3x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 5 ln( 1 6 ) }