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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x -3 = 1 e 2

Lösung einblenden

e x -3 = 1 e 2

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

e x -3 = e -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 -3 = -2 | +3
x = 1

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( 9 e -6x -2 ) · ( x -8 ) = 0

Lösung einblenden
( 9 e -6x -2 ) ( x -8 ) = 0

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

1. Fall:

9 e -6x -2 = 0 | +2
9 e -6x = 2 |:9
e -6x = 2 9 |ln(⋅)
-6x = ln( 2 9 ) |:-6
x1 = - 1 6 ln( 2 9 ) ≈ 0.2507

2. Fall:

x -8 = 0 | +8
x2 = 8

L={ - 1 6 ln( 2 9 ) ; 8 }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 e 2x -4 e -x = 0

Lösung einblenden
3 e 2x -4 e -x = 0
( 3 e 3x -4 ) e -x = 0

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

1. Fall:

3 e 3x -4 = 0 | +4
3 e 3x = 4 |:3
e 3x = 4 3 |ln(⋅)
3x = ln( 4 3 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 4 3 ) ≈ 0.0959

2. Fall:

e -x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 4 3 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -7 e x +12 = 0

Lösung einblenden
e 2x -7 e x +12 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -7u +12 = 0

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

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

u1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

u1,2 = +7 ± 49 -48 2

u1,2 = +7 ± 1 2

u1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

u2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

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 = ( - 7 2 ) 2 - 12 = 49 4 - 12 = 49 4 - 48 4 = 1 4

x1,2 = 7 2 ± 1 4

x1 = 7 2 - 1 2 = 6 2 = 3

x2 = 7 2 + 1 2 = 8 2 = 4

Rücksubstitution:

u1: e x = 4

e x = 4 |ln(⋅)
x1 = ln( 4 ) ≈ 1.3863
x1 = 2 ln( 2 )

u2: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x2 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

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

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e x -4 -12 e -x = 0

Lösung einblenden
e x -4 -12 e -x = 0

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

e x -12 e -x -4 = 0 |⋅ e x
e 2x -4 e x -12 = 0

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -4u -12 = 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 · ( -12 ) 21

u1,2 = +4 ± 16 +48 2

u1,2 = +4 ± 64 2

u1 = 4 + 64 2 = 4 +8 2 = 12 2 = 6

u2 = 4 - 64 2 = 4 -8 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 = ( -2 ) 2 - ( -12 ) = 4+ 12 = 16

x1,2 = 2 ± 16

x1 = 2 - 4 = -2

x2 = 2 + 4 = 6

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = -2

e x = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 6 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 e 2x -5 = 0

Lösung einblenden
4 e 2x -5 = 0 | +5
4 e 2x = 5 |:4
e 2x = 5 4 |ln(⋅)
2x = ln( 5 4 ) |:2
x = 1 2 ln( 5 4 ) ≈ 0.1116

L={ 1 2 ln( 5 4 ) }