Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 x = 27

Lösung einblenden
3 x = 27 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 27 )
x · lg( 3 ) = lg( 27 ) |: lg( 3 )
x = lg( 27 ) lg( 3 )
x = 3

L={ 3 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 27

3 x = 3 3

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=3 kommen.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x +13 = 29

Lösung einblenden
2 x +13 = 29 | -13
2 x = 16 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = lg( 16 )
x · lg( 2 ) = lg( 16 ) |: lg( 2 )
x = lg( 16 ) lg( 2 )
x = 4

L={ 4 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

2 x = 16

2 x = 2 4

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=4 kommen.

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x - 5 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man - 5 2x in - 5 2x = - 5 x + x = - 5 x · 5 x auf::

- 5 2x + 5 x = 0

- 5 x + x + 5 x = 0

- 5 x · 5 x + 5 x = 0

5 x ( 1 - 5 x ) = 0
5 x ( - 5 x +1 ) = 0
( - 5 x +1 ) · 5 x = 0

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

1. Fall:

- 5 x +1 = 0 | -1
- 5 x = -1 |:-1
5 x = 1 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = 0
x · lg( 5 ) = 0 |: lg( 5 )
x1 = 0 lg( 5 )
x1 = 0

2. Fall:

5 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0}

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Weltweit kann man die Anzahl einer Insektenart näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 112 0,9 t darstellen (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen). Bestimme den Zeitpunkt, wann die Anzahl dieser Insekten auf 86 Millionen zurück gegangen ist.

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 86, also 112 0,9 t = 86.

112 0,9 t = 86 |:112
0,9 t = 43 56 |lg(⋅)
lg( 0,9 t ) = lg( 43 56 )
t · lg( 0,9 ) = lg( 43 56 ) |: lg( 0,9 )
t = lg( 43 56 ) lg( 0,9 )
t = 2,5071

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,5071 Jahre ist der Bestand 86 Millionen.