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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e 3x -10 = 1 e

Lösung einblenden

e 3x -10 = 1 e

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

e 3x -10 = e -1

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:

3x -10 = -1 | +10
3x = 9 |:3
x = 3

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 e x -7 = 0

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

L={0}

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 e -x = -3 e -2x

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

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

1. Fall:

-5 e x +3 = 0 | -3
-5 e x = -3 |:-5
e x = 3 5 |ln(⋅)
x1 = ln( 3 5 ) ≈ -0.5108

2. Fall:

e -2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 3 5 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -8 e x +15 = 0

Lösung einblenden
e 2x -8 e x +15 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -8u +15 = 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 · 15 21

u1,2 = +8 ± 64 -60 2

u1,2 = +8 ± 4 2

u1 = 8 + 4 2 = 8 +2 2 = 10 2 = 5

u2 = 8 - 4 2 = 8 -2 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 = ( -4 ) 2 - 15 = 16 - 15 = 1

x1,2 = 4 ± 1

x1 = 4 - 1 = 3

x2 = 4 + 1 = 5

Rücksubstitution:

u1: e x = 5

e x = 5 |ln(⋅)
x1 = ln( 5 ) ≈ 1.6094

u2: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x2 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

L={ ln( 3 ) ; ln( 5 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 4x -2 e x -8 e -2x = 0

Lösung einblenden
e 4x -2 e x -8 e -2x = 0
( e 6x -2 e 3x -8 ) e -2x = 0

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

1. Fall:

e 6x -2 e 3x -8 = 0

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

Setze u = e 3x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -2u -8 = 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 · ( -8 ) 21

u1,2 = +2 ± 4 +32 2

u1,2 = +2 ± 36 2

u1 = 2 + 36 2 = 2 +6 2 = 8 2 = 4

u2 = 2 - 36 2 = 2 -6 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 = ( -1 ) 2 - ( -8 ) = 1+ 8 = 9

x1,2 = 1 ± 9

x1 = 1 - 3 = -2

x2 = 1 + 3 = 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 = -2

e 3x = -2

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:

-9 e -7x +6 = 0

Lösung einblenden
-9 e -7x +6 = 0 | -6
-9 e -7x = -6 |:-9
e -7x = 2 3 |ln(⋅)
-7x = ln( 2 3 ) |:-7
x = - 1 7 ln( 2 3 ) ≈ 0.0579

L={ - 1 7 ln( 2 3 ) }