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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e 3x +9 = 1

Lösung einblenden

e 3x +9 = 1

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

e 3x +9 = e 0

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 +9 = 0 | -9
3x = -9 |:3
x = -3

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 e -x = 3

Lösung einblenden
9 e -x = 3 |:9
e -x = 1 3 |ln(⋅)
-x = ln( 1 3 ) |:-1
x = - ln( 1 3 ) ≈ 1.0986

L={ - ln( 1 3 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-8 e 2x = -5 e -x

Lösung einblenden
-8 e 2x = -5 e -x | +5 e -x
-8 e 2x +5 e -x = 0
( -8 e 3x +5 ) e -x = 0

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

1. Fall:

-8 e 3x +5 = 0 | -5
-8 e 3x = -5 |:-8
e 3x = 5 8 |ln(⋅)
3x = ln( 5 8 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 5 8 ) ≈ -0.1567

2. Fall:

e -x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 3 ln( 5 8 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -2 e x +1 = 0

Lösung einblenden
e 2x -2 e x +1 = 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 +1 = 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 · 1 21

u1,2 = +2 ± 4 -4 2

u1,2 = +2 ± 0 2

Da die Wurzel Null ist, gibt es nur eine Lösung:

u = 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 = ( -1 ) 2 - 1 = 1 - 1 = 0

Da die Diskriminante D = 0 ist, hat die quadratische Gleichung nur eine Lösunng.

x = 1 ± 0 = 1

Rücksubstitution:

u1: e x = 1

e x = 1 |ln(⋅)
x1 = 0 ≈ 0

u2: e x = 1

e x = 1 |ln(⋅)
x2 = 0 ≈ 0

L={0}

0 ist 2-fache Lösung!

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 6x -5 e 3x +4 = 0

Lösung einblenden
e 6x -5 e 3x +4 = 0

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

Setze u = e 3x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -5u +4 = 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 · 4 21

u1,2 = +5 ± 25 -16 2

u1,2 = +5 ± 9 2

u1 = 5 + 9 2 = 5 +3 2 = 8 2 = 4

u2 = 5 - 9 2 = 5 -3 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 - 4 = 25 4 - 4 = 25 4 - 16 4 = 9 4

x1,2 = 5 2 ± 9 4

x1 = 5 2 - 3 2 = 2 2 = 1

x2 = 5 2 + 3 2 = 8 2 = 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 = 1

e 3x = 1 |ln(⋅)
3x = 0 |:3
x2 = 0 ≈ 0

L={0; 2 3 ln( 2 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

9 e -6x -6 = 0

Lösung einblenden
9 e -6x -6 = 0 | +6
9 e -6x = 6 |:9
e -6x = 2 3 |ln(⋅)
-6x = ln( 2 3 ) |:-6
x = - 1 6 ln( 2 3 ) ≈ 0.0676

L={ - 1 6 ln( 2 3 ) }