Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x = 5

Lösung einblenden
5 x = 5 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 5 )
x · lg( 5 ) = lg( 5 ) |: lg( 5 )
x = lg( 5 ) lg( 5 )
x = 1

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 5 x = 5 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 -x +3 = 1 4

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

4 -x +3 = 1 4

4 -x +3 = 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: -x +3 und rechts: -1) gleichsetzen:

-x +3 = -1 | -3
-x = -4 |:(-1 )
x = 4

L={ 4 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 3 x +3 3 2x = 0

Lösung einblenden

Zuerst spaltet man 3 3 2x in 3 3 2x = 3 3 x + x = 3 3 x · 3 x auf::

3 3 2x -3 3 x = 0

3 3 x + x -3 3 x = 0

3 3 x · 3 x -3 3 x = 0

3 x · ( 3 3 x -3 ) = 0
( 3 3 x -3 ) · 3 x = 0

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

1. Fall:

3 3 x -3 = 0 | +3
3 3 x = 3 |:3
3 x = 1 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = 0
x · lg( 3 ) = 0 |: lg( 3 )
x1 = 0 lg( 3 )
x1 = 0

2. Fall:

3 x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0}

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Bevölkerung eines Landes soll näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 20 1,05 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat das Land nach diesem Modell 23 Millionen Einwohner?

Lösung einblenden

Gesucht wird das t mit f(t) = 23, also 20 1,05 t = 23.

20 1,05 t = 23 |:20
1,05 t = 23 20 |lg(⋅)
lg( 1,05 t ) = lg( 23 20 )
t · lg( 1,05 ) = lg( 23 20 ) |: lg( 1,05 )
t = lg( 23 20 ) lg( 1,05 )
t = 2,8646

Zum Zeitpunkt t ≈ 2,8646 Jahre ist der Bestand 23 Millionen.