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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x -5 = 1

Lösung einblenden

e x -5 = 1

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

e x -5 = 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 -5 = 0 | +5
x = 5

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 e 2x = 0

Lösung einblenden
2 e 2x = 0 |:2
e 2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={}

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 e 2x -6 e x = 0

Lösung einblenden
6 e 2x -6 e x = 0
6 ( e x -1 ) · e x = 0

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

1. Fall:

e x -1 = 0 | +1
e x = 1 |ln(⋅)
x1 = 0 ≈ 0

2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0}

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +6 e x -7 = 0

Lösung einblenden
e 2x +6 e x -7 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +6u -7 = 0

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

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

u1,2 = -6 ± 6 2 -4 · 1 · ( -7 ) 21

u1,2 = -6 ± 36 +28 2

u1,2 = -6 ± 64 2

u1 = -6 + 64 2 = -6 +8 2 = 2 2 = 1

u2 = -6 - 64 2 = -6 -8 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 = 3 2 - ( -7 ) = 9+ 7 = 16

x1,2 = -3 ± 16

x1 = -3 - 4 = -7

x2 = -3 + 4 = 1

Rücksubstitution:

u1: e x = 1

e x = 1 |ln(⋅)
x1 = 0 ≈ 0

u2: e x = -7

e x = -7

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0}

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 4x -2 e 2x -15 = 0

Lösung einblenden
e 4x -2 e 2x -15 = 0

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

Setze u = e 2x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -2u -15 = 0

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

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

u1,2 = +2 ± ( -2 ) 2 -4 · 1 · ( -15 ) 21

u1,2 = +2 ± 4 +60 2

u1,2 = +2 ± 64 2

u1 = 2 + 64 2 = 2 +8 2 = 10 2 = 5

u2 = 2 - 64 2 = 2 -8 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 = ( -1 ) 2 - ( -15 ) = 1+ 15 = 16

x1,2 = 1 ± 16

x1 = 1 - 4 = -3

x2 = 1 + 4 = 5

Rücksubstitution:

u1: e 2x = 5

e 2x = 5 |ln(⋅)
2x = ln( 5 ) |:2
x1 = 1 2 ln( 5 ) ≈ 0.8047

u2: e 2x = -3

e 2x = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 2 ln( 5 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( 9 e 7x -5 ) · ( x 3 -6 x 2 ) = 0

Lösung einblenden
( 9 e 7x -5 ) · ( x 3 -6 x 2 ) = 0

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

1. Fall:

9 e 7x -5 = 0 | +5
9 e 7x = 5 |:9
e 7x = 5 9 |ln(⋅)
7x = ln( 5 9 ) |:7
x1 = 1 7 ln( 5 9 ) ≈ -0.084

2. Fall:

x 3 -6 x 2 = 0
x 2 · ( x -6 ) = 0

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

1. Fall:

x 2 = 0 | 2
x2 = 0

2. Fall:

x -6 = 0 | +6
x3 = 6

L={ 1 7 ln( 5 9 ) ; 0; 6 }

0 ist 2-fache Lösung!