Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e 2x + 9 2 = e

Lösung einblenden

e 2x + 9 2 = e

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

e 2x + 9 2 = e 1 2

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:

2x + 9 2 = 1 2 |⋅ 2
2( 2x + 9 2 ) = 1
4x +9 = 1 | -9
4x = -8 |:4
x = -2

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 e 7x = -6

Lösung einblenden
-4 e 7x = -6 |:-4
e 7x = 3 2 |ln(⋅)
7x = ln( 3 2 ) |:7
x = 1 7 ln( 3 2 ) ≈ 0.0579

L={ 1 7 ln( 3 2 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +4 e x -5 = 0

Lösung einblenden
e 2x +4 e x -5 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +4u -5 = 0

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

u1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -5 ) 21

u1,2 = -4 ± 16 +20 2

u1,2 = -4 ± 36 2

u1 = -4 + 36 2 = -4 +6 2 = 2 2 = 1

u2 = -4 - 36 2 = -4 -6 2 = -10 2 = -5

Rücksubstitution:

u1: e x = 1

e x = 1 |ln(⋅)
x1 = 0 ≈ 0

u2: e x = -5

e x = -5

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0}

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +4 e x -12 = 0

Lösung einblenden
e 2x +4 e x -12 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +4u -12 = 0

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

u1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

u1,2 = -4 ± 16 +48 2

u1,2 = -4 ± 64 2

u1 = -4 + 64 2 = -4 +8 2 = 4 2 = 2

u2 = -4 - 64 2 = -4 -8 2 = -12 2 = -6

Rücksubstitution:

u1: e x = 2

e x = 2 |ln(⋅)
x1 = ln( 2 ) ≈ 0.6931

u2: e x = -6

e x = -6

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 2 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-6 e -x +4 = 0

Lösung einblenden
-6 e -x +4 = 0 | -4
-6 e -x = -4 |:-6
e -x = 2 3 |ln(⋅)
-x = ln( 2 3 ) |:-1
x = - ln( 2 3 ) ≈ 0.4055

L={ - ln( 2 3 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 e 4x = 4 e -x

Lösung einblenden
9 e 4x = 4 e -x | -4 e -x
9 e 4x -4 e -x = 0
( 9 e 5x -4 ) e -x = 0

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

1. Fall:

9 e 5x -4 = 0 | +4
9 e 5x = 4 |:9
e 5x = 4 9 |ln(⋅)
5x = ln( 4 9 ) |:5
x1 = 1 5 ln( 4 9 ) ≈ -0.1622

2. Fall:

e -x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 5 ln( 4 9 ) }