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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x +1 = 1 e

Lösung einblenden

e x +1 = 1 e

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

e x +1 = 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:

x +1 = -1 | -1
x = -2

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 e -6x = -6

Lösung einblenden
-2 e -6x = -6 |:-2
e -6x = 3 |ln(⋅)
-6x = ln( 3 ) |:-6
x = - 1 6 ln( 3 ) ≈ -0.1831

L={ - 1 6 ln( 3 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 e 7x = 2 e 2x

Lösung einblenden
9 e 7x = 2 e 2x | -2 e 2x
9 e 7x -2 e 2x = 0
( 9 e 5x -2 ) e 2x = 0

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

1. Fall:

9 e 5x -2 = 0 | +2
9 e 5x = 2 |:9
e 5x = 2 9 |ln(⋅)
5x = ln( 2 9 ) |:5
x1 = 1 5 ln( 2 9 ) ≈ -0.3008

2. Fall:

e 2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 5 ln( 2 9 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x - e x -30 = 0

Lösung einblenden
e 2x - e x -30 = 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 -30 = 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 · ( -30 ) 21

u1,2 = +1 ± 1 +120 2

u1,2 = +1 ± 121 2

u1 = 1 + 121 2 = 1 +11 2 = 12 2 = 6

u2 = 1 - 121 2 = 1 -11 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 - ( -30 ) = 1 4 + 30 = 1 4 + 120 4 = 121 4

x1,2 = 1 2 ± 121 4

x1 = 1 2 - 11 2 = - 10 2 = -5

x2 = 1 2 + 11 2 = 12 2 = 6

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = -5

e x = -5

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 6 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 7x -10 e 4x +21 e x = 0

Lösung einblenden
e 7x -10 e 4x +21 e x = 0
( e 6x -10 e 3x +21 ) e x = 0

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

1. Fall:

e 6x -10 e 3x +21 = 0

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

Setze u = e 3x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -10u +21 = 0

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

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

u1,2 = +10 ± ( -10 ) 2 -4 · 1 · 21 21

u1,2 = +10 ± 100 -84 2

u1,2 = +10 ± 16 2

u1 = 10 + 16 2 = 10 +4 2 = 14 2 = 7

u2 = 10 - 16 2 = 10 -4 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 = ( -5 ) 2 - 21 = 25 - 21 = 4

x1,2 = 5 ± 4

x1 = 5 - 2 = 3

x2 = 5 + 2 = 7

Rücksubstitution:

u1: e 3x = 7

e 3x = 7 |ln(⋅)
3x = ln( 7 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 7 ) ≈ 0.6486

u2: e 3x = 3

e 3x = 3 |ln(⋅)
3x = ln( 3 ) |:3
x2 = 1 3 ln( 3 ) ≈ 0.3662

2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 3 ) ; 1 3 ln( 7 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 e 7x -2 = 0

Lösung einblenden
4 e 7x -2 = 0 | +2
4 e 7x = 2 |:4
e 7x = 1 2 |ln(⋅)
7x = ln( 1 2 ) |:7
x = 1 7 ln( 1 2 ) ≈ -0.099

L={ 1 7 ln( 1 2 ) }