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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x +7 = 1

Lösung einblenden

e x +7 = 1

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

e x +7 = e 0

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 +7 = 0 | -7
x = -7

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 e 6x = 4

Lösung einblenden
2 e 6x = 4 |:2
e 6x = 2 |ln(⋅)
6x = ln( 2 ) |:6
x = 1 6 ln( 2 ) ≈ 0.1155

L={ 1 6 ln( 2 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 e x -2 e -4x = 0

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

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

1. Fall:

5 e 5x -2 = 0 | +2
5 e 5x = 2 |:5
e 5x = 2 5 |ln(⋅)
5x = ln( 2 5 ) |:5
x1 = 1 5 ln( 2 5 ) ≈ -0.1833

2. Fall:

e -4x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 5 ln( 2 5 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +5 e x -14 = 0

Lösung einblenden
e 2x +5 e x -14 = 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 -14 = 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 · ( -14 ) 21

u1,2 = -5 ± 25 +56 2

u1,2 = -5 ± 81 2

u1 = -5 + 81 2 = -5 +9 2 = 4 2 = 2

u2 = -5 - 81 2 = -5 -9 2 = -14 2 = -7

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 - ( -14 ) = 25 4 + 14 = 25 4 + 56 4 = 81 4

x1,2 = - 5 2 ± 81 4

x1 = - 5 2 - 9 2 = - 14 2 = -7

x2 = - 5 2 + 9 2 = 4 2 = 2

Rücksubstitution:

u1: e x = 2

e x = 2 |ln(⋅)
x1 = ln( 2 ) ≈ 0.6931

u2: e x = -7

e x = -7

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 2 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +5 e x -14 = 0

Lösung einblenden
e 2x +5 e x -14 = 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 -14 = 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 · ( -14 ) 21

u1,2 = -5 ± 25 +56 2

u1,2 = -5 ± 81 2

u1 = -5 + 81 2 = -5 +9 2 = 4 2 = 2

u2 = -5 - 81 2 = -5 -9 2 = -14 2 = -7

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 - ( -14 ) = 25 4 + 14 = 25 4 + 56 4 = 81 4

x1,2 = - 5 2 ± 81 4

x1 = - 5 2 - 9 2 = - 14 2 = -7

x2 = - 5 2 + 9 2 = 4 2 = 2

Rücksubstitution:

u1: e x = 2

e x = 2 |ln(⋅)
x1 = ln( 2 ) ≈ 0.6931

u2: e x = -7

e x = -7

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 2 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x x 5 -9 · e 2x x 3 = 0

Lösung einblenden
e 2x x 5 -9 · e 2x x 3 = 0
x 5 · e 2x -9 x 3 · e 2x = 0
( x 5 -9 x 3 ) · e 2x = 0

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

1. Fall:

x 5 -9 x 3 = 0
x 3 · ( x 2 -9 ) = 0

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

1. Fall:

x 3 = 0 | 3
x1 = 0

2. Fall:

x 2 -9 = 0 | +9
x 2 = 9 | 2
x2 = - 9 = -3
x3 = 9 = 3

2. Fall:

e 2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ -3 ; 0; 3 }

0 ist 3-fache Lösung!