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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x -3 = 1 e 2

Lösung einblenden

e x -3 = 1 e 2

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

e x -3 = 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 -3 = -2 | +3
x = 1

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 e -7x = 4

Lösung einblenden
5 e -7x = 4 |:5
e -7x = 4 5 |ln(⋅)
-7x = ln( 4 5 ) |:-7
x = - 1 7 ln( 4 5 ) ≈ 0.0319

L={ - 1 7 ln( 4 5 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 e 3x = 6 e x

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

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

1. Fall:

5 e 2x -6 = 0 | +6
5 e 2x = 6 |:5
e 2x = 6 5 |ln(⋅)
2x = ln( 6 5 ) |:2
x1 = 1 2 ln( 6 5 ) ≈ 0.0912

2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 2 ln( 6 5 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -2 e x -15 = 0

Lösung einblenden
e 2x -2 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 -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 x = 5

e x = 5 |ln(⋅)
x1 = ln( 5 ) ≈ 1.6094

u2: e x = -3

e x = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 5 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 -7 e -x +12 e -2x = 0

Lösung einblenden
1 -7 e -x +12 e -2x = 0

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

-7 e -x +12 e -2x +1 = 0 |⋅ e 2x
e 2x -7 e x +12 = 0

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -7u +12 = 0

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

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

u1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

u1,2 = +7 ± 49 -48 2

u1,2 = +7 ± 1 2

u1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

u2 = 7 - 1 2 = 7 -1 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 = ( - 7 2 ) 2 - 12 = 49 4 - 12 = 49 4 - 48 4 = 1 4

x1,2 = 7 2 ± 1 4

x1 = 7 2 - 1 2 = 6 2 = 3

x2 = 7 2 + 1 2 = 8 2 = 4

Rücksubstitution:

u1: e x = 4

e x = 4 |ln(⋅)
x1 = ln( 4 ) ≈ 1.3863
x1 = 2 ln( 2 )

u2: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x2 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

L={ ln( 3 ) ; 2 ln( 2 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e -6x -7 = 0

Lösung einblenden
e -6x -7 = 0 | +7
e -6x = 7 |ln(⋅)
-6x = ln( 7 ) |:-6
x = - 1 6 ln( 7 ) ≈ -0.3243

L={ - 1 6 ln( 7 ) }