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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x = e 2

Lösung einblenden

e x = 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

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 e -6x = 3

Lösung einblenden
4 e -6x = 3 |:4
e -6x = 3 4 |ln(⋅)
-6x = ln( 3 4 ) |:-6
x = - 1 6 ln( 3 4 ) ≈ 0.0479

L={ - 1 6 ln( 3 4 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 e x = -8 e -3x

Lösung einblenden
-7 e x = -8 e -3x | +8 e -3x
-7 e x +8 e -3x = 0
( -7 e 4x +8 ) · e -3x = 0

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

1. Fall:

-7 e 4x +8 = 0 | -8
-7 e 4x = -8 |:-7
e 4x = 8 7 |ln(⋅)
4x = ln( 8 7 ) |:4
x1 = 1 4 ln( 8 7 ) ≈ 0.0334

2. Fall:

e -3x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 4 ln( 8 7 ) }

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 ) 21

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 3x -5 e 2x -6 e x = 0

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

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

1. Fall:

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 ) 21

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!


2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 6 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( 9 e 4x -6 ) · ( x 2 -1 ) = 0

Lösung einblenden
( 9 e 4x -6 ) · ( x 2 -1 ) = 0

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

1. Fall:

9 e 4x -6 = 0 | +6
9 e 4x = 6 |:9
e 4x = 2 3 |ln(⋅)
4x = ln( 2 3 ) |:4
x1 = 1 4 ln( 2 3 ) ≈ -0.1014

2. Fall:

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

L={ -1 ; 1 4 ln( 2 3 ) ; 1 }