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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e 5x + 21 2 = e

Lösung einblenden

e 5x + 21 2 = e

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

e 5x + 21 2 = e 1 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:

5x + 21 2 = 1 2 |⋅ 2
2( 5x + 21 2 ) = 1
10x +21 = 1 | -21
10x = -20 |:10
x = -2

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 e 4x -2 = 0

Lösung einblenden
5 e 4x -2 = 0 | +2
5 e 4x = 2 |:5
e 4x = 2 5 |ln(⋅)
4x = ln( 2 5 ) |:4
x = 1 4 ln( 2 5 ) ≈ -0.2291

L={ 1 4 ln( 2 5 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- e 2x = -7 e x

Lösung einblenden
- e 2x = -7 e x | +7 e x
- e 2x +7 e x = 0
( - e x +7 ) · e x = 0

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

1. Fall:

- e x +7 = 0 | -7
- e x = -7 |:-1
e x = 7 |ln(⋅)
x1 = ln( 7 ) ≈ 1.9459

2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 7 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x - e x -20 = 0

Lösung einblenden
e 2x - e x -20 = 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 -20 = 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 · ( -20 ) 21

u1,2 = +1 ± 1 +80 2

u1,2 = +1 ± 81 2

u1 = 1 + 81 2 = 1 +9 2 = 10 2 = 5

u2 = 1 - 81 2 = 1 -9 2 = -8 2 = -4

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 - ( -20 ) = 1 4 + 20 = 1 4 + 80 4 = 81 4

x1,2 = 1 2 ± 81 4

x1 = 1 2 - 9 2 = - 8 2 = -4

x2 = 1 2 + 9 2 = 10 2 = 5

Rücksubstitution:

u1: e x = 5

e x = 5 |ln(⋅)
x1 = ln( 5 ) ≈ 1.6094

u2: e x = -4

e x = -4

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 5 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e x -4 -21 e -x = 0

Lösung einblenden
e x -4 -21 e -x = 0

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

e x -21 e -x -4 = 0 |⋅ e x
e 2x -4 e x -21 = 0

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -4u -21 = 0

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

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

u1,2 = +4 ± ( -4 ) 2 -4 · 1 · ( -21 ) 21

u1,2 = +4 ± 16 +84 2

u1,2 = +4 ± 100 2

u1 = 4 + 100 2 = 4 +10 2 = 14 2 = 7

u2 = 4 - 100 2 = 4 -10 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 = ( -2 ) 2 - ( -21 ) = 4+ 21 = 25

x1,2 = 2 ± 25

x1 = 2 - 5 = -3

x2 = 2 + 5 = 7

Rücksubstitution:

u1: e x = 7

e x = 7 |ln(⋅)
x1 = ln( 7 ) ≈ 1.9459

u2: e x = -3

e x = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 7 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 e 7x -2 = 0

Lösung einblenden
7 e 7x -2 = 0 | +2
7 e 7x = 2 |:7
e 7x = 2 7 |ln(⋅)
7x = ln( 2 7 ) |:7
x = 1 7 ln( 2 7 ) ≈ -0.179

L={ 1 7 ln( 2 7 ) }