Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 2 ⋅ 3 x = 81 2

Lösung einblenden
1 2 ⋅ 3 x = 81 2 |⋅2
3 x = 81 |lg(⋅)
lg( 3 x ) = lg( 81 )
x · lg( 3 ) = lg( 81 ) |: lg( 3 )
x = lg( 81 ) lg( 3 )
x = 4

L={ 4 }

Im Idealfall erkennt man bereits:

3 x = 81

3 x = 3 4

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

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3⋅ 10 x = 8

Lösung einblenden
3⋅ 10 x = 8 |:3
10 x = 8 3 |lg(⋅)
x = lg( 8 3 ) ≈ 0.426

L={ lg( 8 3 ) }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 2x -32 = -2⋅ 2 2x -1

Lösung einblenden

2 2x -32 = -2⋅ 2 2x -1 | +2⋅ 2 2x -1 +32

2⋅ 2 2x -1 + 2 2x = 32

Wir müssen 2⋅ 2 2x -1 in 2⋅ 2 2x · 2 -1 aufspalten um die beiden 2er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

2⋅ 2 2x · 2 -1 + 2 2x = 32

2 2x + 2 2x = 32

2⋅ 2 2x = 32 |:2
2 2x = 16 |lg(⋅)
lg( 2 2x ) = lg( 16 )
2x · lg( 2 ) = lg( 16 ) |: lg( 2 )
2x = lg( 16 ) lg( 2 )
2x = 4 |:2
x = 2

L={ 2 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Die Größe einer Bakterienkultur kann näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 2,5 t (t in Jahren seit Beobachtungsbeginn, f(t) in Millionen) beschrieben werden. Wann hat sich die Bakterienkultur um 5 Millionen vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 2,5 0 =1. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 5 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=6, weil ja 6 - 1 = 5 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 6, also 2,5 t = 6.

2,5 t = 6 |lg(⋅)
lg( 2,5 t ) = lg( 6 )
t · lg( 2,5 ) = lg( 6 ) |: lg( 2,5 )
t = lg( 6 ) lg( 2,5 )
t = 1,9554

Zum Zeitpunkt t ≈ 1,9554 Jahre ist der Bestand 6 Millionen, also um 5 Millionen größer als zu Beginn..