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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x - 13 2 = e

Lösung einblenden

e x - 13 2 = e

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

e x - 13 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 - 13 2 = 1 2 |⋅ 2
2( x - 13 2 ) = 1
2x -13 = 1 | +13
2x = 14 |:2
x = 7

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 e 7x = -4

Lösung einblenden
-3 e 7x = -4 |:-3
e 7x = 4 3 |ln(⋅)
7x = ln( 4 3 ) |:7
x = 1 7 ln( 4 3 ) ≈ 0.0411

L={ 1 7 ln( 4 3 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 e -x +9 e -2x = 0

Lösung einblenden
-5 e -x +9 e -2x = 0
( -5 e x +9 ) · e -2x = 0

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

1. Fall:

-5 e x +9 = 0 | -9
-5 e x = -9 |:-5
e x = 9 5 |ln(⋅)
x1 = ln( 9 5 ) ≈ 0.5878

2. Fall:

e -2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 9 5 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -5 e x +6 = 0

Lösung einblenden
e 2x -5 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 -5u +6 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

u1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 6 21

u1,2 = +5 ± 25 -24 2

u1,2 = +5 ± 1 2

u1 = 5 + 1 2 = 5 +1 2 = 6 2 = 3

u2 = 5 - 1 2 = 5 -1 2 = 4 2 = 2

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = ( - 5 2 ) 2 - 6 = 25 4 - 6 = 25 4 - 24 4 = 1 4

x1,2 = 5 2 ± 1 4

x1 = 5 2 - 1 2 = 4 2 = 2

x2 = 5 2 + 1 2 = 6 2 = 3

Rücksubstitution:

u1: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x1 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

u2: e x = 2

e x = 2 |ln(⋅)
x2 = ln( 2 ) ≈ 0.6931

L={ ln( 2 ) ; ln( 3 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 5x -4 e 2x +3 e -x = 0

Lösung einblenden
e 5x -4 e 2x +3 e -x = 0
( e 6x -4 e 3x +3 ) · e -x = 0

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

1. Fall:

e 6x -4 e 3x +3 = 0

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

Setze u = e 3x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -4u +3 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

u1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · 3 21

u1,2 = +4 ± 16 -12 2

u1,2 = +4 ± 4 2

u1 = 4 + 4 2 = 4 +2 2 = 6 2 = 3

u2 = 4 - 4 2 = 4 -2 2 = 2 2 = 1

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = ( -2 ) 2 - 3 = 4 - 3 = 1

x1,2 = 2 ± 1

x1 = 2 - 1 = 1

x2 = 2 + 1 = 3

Rücksubstitution:

u1: e 3x = 3

e 3x = 3 |ln(⋅)
3x = ln( 3 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 3 ) ≈ 0.3662

u2: e 3x = 1

e 3x = 1 |ln(⋅)
3x = 0 |:3
x2 = 0 ≈ 0

2. Fall:

e -x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0; 1 3 ln( 3 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 e -6x -6 = 0

Lösung einblenden
3 e -6x -6 = 0 | +6
3 e -6x = 6 |:3
e -6x = 2 |ln(⋅)
-6x = ln( 2 ) |:-6
x = - 1 6 ln( 2 ) ≈ -0.1155

L={ - 1 6 ln( 2 ) }