Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

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

Lösung einblenden

e x -1 = 1 e

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

e x -1 = e -1

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 = -1 | +1
x = 0

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-9 5 x -1 +500 = - 5 x

Lösung einblenden

-9 5 x -1 +500 = - 5 x | + 5 x -500

-9 5 x -1 + 5 x = -500

Wir müssen -9 5 x -1 in -9 5 x · 5 -1 aufspalten um die beiden 5er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-9 5 x · 5 -1 + 5 x = -500

- 9 5 5 x + 5 x = -500 | ⋅ 5

-9 5 x +5 5 x = -2500

-4 5 x = -2500 |:-4
5 x = 625 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 625 )
x · lg( 5 ) = lg( 625 ) |: lg( 5 )
x = lg( 625 ) lg( 5 )
x = 4

L={ 4 }

Parameter finden mit f(x0)=y0 (e-Fktn)

Beispiel:

Für welches t liegt der Punkt A(-1| 5 ) auf dem Graph der Funktion f mit ft(x)= 2 t x · e x +1 +6 ?

Lösung einblenden

Wir machen einfach eine Punktprobe mit A(-1| 5 ) in f mit f(x)= 2 t x · e x +1 +6 :

5 = f(-1)

5 = 2 t · ( -1 ) · e -1 +1 +6

5 = 2 t · ( -1 ) · e 0 +6

5 = 2 t · ( -1 ) · 1 +6

5 = -2 t +6

Jetzt müssen wir also nur noch die Gleichung -2t +6 = 5 nach t auflösen.

-2t +6 = 5 | -6
-2t = -1 |:(-2 )
t = 1 2 = 0.5

Für t= 1 2 liegt also der Punkt A auf dem Graph von f.

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -8 e x +15 = 0

Lösung einblenden
e 2x -8 e x +15 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -8u +15 = 0

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

u1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 15 21

u1,2 = +8 ± 64 -60 2

u1,2 = +8 ± 4 2

u1 = 8 + 4 2 = 8 +2 2 = 10 2 = 5

u2 = 8 - 4 2 = 8 -2 2 = 6 2 = 3

Rücksubstitution:

u1: e x = 5

e x = 5 |ln(⋅)
x1 = ln( 5 ) ≈ 1.6094

u2: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x2 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

L={ ln( 3 ) ; ln( 5 ) }