Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x - 1 2 = e

Lösung einblenden

e x - 1 2 = e

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

e x - 1 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:

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

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 e 7x = 5

Lösung einblenden
2 e 7x = 5 |:2
e 7x = 5 2 |ln(⋅)
7x = ln( 5 2 ) |:7
x = 1 7 ln( 5 2 ) ≈ 0.1309

L={ 1 7 ln( 5 2 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x + e x -2 = 0

Lösung einblenden
e 2x + e x -2 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 + u -2 = 0

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

u1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -2 ) 21

u1,2 = -1 ± 1 +8 2

u1,2 = -1 ± 9 2

u1 = -1 + 9 2 = -1 +3 2 = 2 2 = 1

u2 = -1 - 9 2 = -1 -3 2 = -4 2 = -2

Rücksubstitution:

u1: e x = 1

e x = 1 |ln(⋅)
x1 = 0 ≈ 0

u2: e x = -2

e x = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0}

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 3x -7 e 2x +6 e x = 0

Lösung einblenden
e 3x -7 e 2x +6 e x = 0
( e 2x -7 e x +6 ) e x = 0

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

1. Fall:

e 2x -7 e x +6 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -7u +6 = 0

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

u1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 6 21

u1,2 = +7 ± 49 -24 2

u1,2 = +7 ± 25 2

u1 = 7 + 25 2 = 7 +5 2 = 12 2 = 6

u2 = 7 - 25 2 = 7 -5 2 = 2 2 = 1

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = 1

e x = 1 |ln(⋅)
x2 = 0 ≈ 0

2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0; ln( 6 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x - e x -42 = 0

Lösung einblenden
e 2x - e x -42 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 - u -42 = 0

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

u1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -42 ) 21

u1,2 = +1 ± 1 +168 2

u1,2 = +1 ± 169 2

u1 = 1 + 169 2 = 1 +13 2 = 14 2 = 7

u2 = 1 - 169 2 = 1 -13 2 = -12 2 = -6

Rücksubstitution:

u1: e x = 7

e x = 7 |ln(⋅)
x1 = ln( 7 ) ≈ 1.9459

u2: e x = -6

e x = -6

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 7 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 e x +4 e -2x = 0

Lösung einblenden
-7 e x +4 e -2x = 0
( -7 e 3x +4 ) e -2x = 0

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

1. Fall:

-7 e 3x +4 = 0 | -4
-7 e 3x = -4 |:-7
e 3x = 4 7 |ln(⋅)
3x = ln( 4 7 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 4 7 ) ≈ -0.1865

2. Fall:

e -2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 4 7 ) }