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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x +2 = e 2

Lösung einblenden

e x +2 = 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 +2 = 2 | -2
x = 0

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-4 e x = -5

Lösung einblenden
-4 e x = -5 |:-4
e x = 5 4 |ln(⋅)
x = ln( 5 4 ) ≈ 0.2231

L={ ln( 5 4 ) }

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 3x +9 ) e -2x = 0

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

1. Fall:

-5 e 3x +9 = 0 | -9
-5 e 3x = -9 |:-5
e 3x = 9 5 |ln(⋅)
3x = ln( 9 5 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 9 5 ) ≈ 0.1959

2. Fall:

e -2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 9 5 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x + e x -42 = 0

Lösung einblenden
e 2x + e x -42 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 + u -42 = 0

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

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

u1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -42 ) 21

u1,2 = -1 ± 1 +168 2

u1,2 = -1 ± 169 2

u1 = -1 + 169 2 = -1 +13 2 = 12 2 = 6

u2 = -1 - 169 2 = -1 -13 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 = ( 1 2 ) 2 - ( -42 ) = 1 4 + 42 = 1 4 + 168 4 = 169 4

x1,2 = - 1 2 ± 169 4

x1 = - 1 2 - 13 2 = - 14 2 = -7

x2 = - 1 2 + 13 2 = 12 2 = 6

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = -7

e x = -7

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 6 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 4x + e x -20 e -2x = 0

Lösung einblenden
e 4x + e x -20 e -2x = 0
( e 6x + e 3x -20 ) e -2x = 0

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

1. Fall:

e 6x + e 3x -20 = 0

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

Setze u = e 3x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 + u -20 = 0

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

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

u1,2 = -1 ± 1 2 -4 · 1 · ( -20 ) 21

u1,2 = -1 ± 1 +80 2

u1,2 = -1 ± 81 2

u1 = -1 + 81 2 = -1 +9 2 = 8 2 = 4

u2 = -1 - 81 2 = -1 -9 2 = -10 2 = -5

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 ) 2 - ( -20 ) = 1 4 + 20 = 1 4 + 80 4 = 81 4

x1,2 = - 1 2 ± 81 4

x1 = - 1 2 - 9 2 = - 10 2 = -5

x2 = - 1 2 + 9 2 = 8 2 = 4

Rücksubstitution:

u1: e 3x = 4

e 3x = 4 |ln(⋅)
3x = ln( 4 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 4 ) ≈ 0.4621
x1 = 2 3 ln( 2 )

u2: e 3x = -5

e 3x = -5

Diese Gleichung hat keine Lösung!


2. Fall:

e -2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 2 3 ln( 2 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- e 6x +4 = 0

Lösung einblenden
- e 6x +4 = 0 | -4
- e 6x = -4 |:-1
e 6x = 4 |ln(⋅)
6x = ln( 4 ) |:6
x = 1 6 ln( 4 ) ≈ 0.231
x = 1 3 ln( 2 )

L={ 1 3 ln( 2 ) }