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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

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

Lösung einblenden

e 2x -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:

2x -2 = 2 | +2
2x = 4 |:2
x = 2

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 e -2x -3 = 0

Lösung einblenden
2 e -2x -3 = 0 | +3
2 e -2x = 3 |:2
e -2x = 3 2 |ln(⋅)
-2x = ln( 3 2 ) |:-2
x = - 1 2 ln( 3 2 ) ≈ -0.2027

L={ - 1 2 ln( 3 2 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 e x = -3 e -4x

Lösung einblenden
-2 e x = -3 e -4x | +3 e -4x
-2 e x +3 e -4x = 0
( -2 e 5x +3 ) e -4x = 0

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

1. Fall:

-2 e 5x +3 = 0 | -3
-2 e 5x = -3 |:-2
e 5x = 3 2 |ln(⋅)
5x = ln( 3 2 ) |:5
x1 = 1 5 ln( 3 2 ) ≈ 0.0811

2. Fall:

e -4x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 5 ln( 3 2 ) }

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 x -8 +12 e -x = 0

Lösung einblenden
e x -8 +12 e -x = 0

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

e x +12 e -x -8 = 0 |⋅ e x
e 2x -8 e x +12 = 0

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -8u +12 = 0

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

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

u1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 12 21

u1,2 = +8 ± 64 -48 2

u1,2 = +8 ± 16 2

u1 = 8 + 16 2 = 8 +4 2 = 12 2 = 6

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

x1,2 = 4 ± 4

x1 = 4 - 2 = 2

x2 = 4 + 2 = 6

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = 2

e x = 2 |ln(⋅)
x2 = ln( 2 ) ≈ 0.6931

L={ ln( 2 ) ; ln( 6 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 3x x 5 -4 · e 3x x 3 = 0

Lösung einblenden
e 3x x 5 -4 · e 3x x 3 = 0
x 5 · e 3x -4 x 3 · e 3x = 0
( x 5 -4 x 3 ) e 3x = 0

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

1. Fall:

x 5 -4 x 3 = 0
x 3 ( x 2 -4 ) = 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 -4 = 0 | +4
x 2 = 4 | 2
x2 = - 4 = -2
x3 = 4 = 2

2. Fall:

e 3x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ -2 ; 0; 2 }

0 ist 3-fache Lösung!