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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

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

Lösung einblenden

e x -1 = e

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

e x -1 = e

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 = 2

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( -5 e 5x +7 ) · ( x 2 -1 ) = 0

Lösung einblenden
( -5 e 5x +7 ) · ( x 2 -1 ) = 0

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

1. Fall:

-5 e 5x +7 = 0 | -7
-5 e 5x = -7 |:-5
e 5x = 7 5 |ln(⋅)
5x = ln( 7 5 ) |:5
x1 = 1 5 ln( 7 5 ) ≈ 0.0673

2. Fall:

x 2 -1 = 0 | +1
x 2 = 1 | ⋅2
x2 = - 1 = -1
x3 = 1 = 1

L={ -1 ; 1 5 ln( 7 5 ) ; 1 }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 e 5x -7 e 2x = 0

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

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

1. Fall:

6 e 3x -7 = 0 | +7
6 e 3x = 7 |:6
e 3x = 7 6 |ln(⋅)
3x = ln( 7 6 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 7 6 ) ≈ 0.0514

2. Fall:

e 2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 7 6 ) }

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 ) 2⋅1

u1,2 = +5 ± 25 +24 2

u1,2 = +5 ± 49 2

u1 = 5 + 49 2 = 5 +7 2 = 12 2 = 6

u2 = 5 - 49 2 = 5 -7 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 = ( - 5 2 ) 2 - ( -6 ) = 25 4 + 6 = 25 4 + 24 4 = 49 4

x1,2 = 5 2 ± 49 4

x1 = 5 2 - 7 2 = - 2 2 = -1

x2 = 5 2 + 7 2 = 12 2 = 6

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = -1

e x = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 6 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -3 e x -18 = 0

Lösung einblenden
e 2x -3 e x -18 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -3u -18 = 0

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

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

u1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -18 ) 2⋅1

u1,2 = +3 ± 9 +72 2

u1,2 = +3 ± 81 2

u1 = 3 + 81 2 = 3 +9 2 = 12 2 = 6

u2 = 3 - 81 2 = 3 -9 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 = ( - 3 2 ) 2 - ( -18 ) = 9 4 + 18 = 9 4 + 72 4 = 81 4

x1,2 = 3 2 ± 81 4

x1 = 3 2 - 9 2 = - 6 2 = -3

x2 = 3 2 + 9 2 = 12 2 = 6

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = -3

e x = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 6 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 e -x +3 = 0

Lösung einblenden
-7 e -x +3 = 0 | -3
-7 e -x = -3 |:-7
e -x = 3 7 |ln(⋅)
-x = ln( 3 7 ) |:-1
x = - ln( 3 7 ) ≈ 0.8473

L={ - ln( 3 7 ) }