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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

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

Lösung einblenden

e x +3 = e

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

e x +3 = e

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 = 1 | -3
x = -2

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 e -4x = -4

Lösung einblenden
-2 e -4x = -4 |:-2
e -4x = 2 |ln(⋅)
-4x = ln( 2 ) |:-4
x = - 1 4 ln( 2 ) ≈ -0.1733

L={ - 1 4 ln( 2 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 e -x -8 e -5x = 0

Lösung einblenden
3 e -x -8 e -5x = 0
( 3 e 4x -8 ) e -5x = 0

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

1. Fall:

3 e 4x -8 = 0 | +8
3 e 4x = 8 |:3
e 4x = 8 3 |ln(⋅)
4x = ln( 8 3 ) |:4
x1 = 1 4 ln( 8 3 ) ≈ 0.2452

2. Fall:

e -5x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 4 ln( 8 3 ) }

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 = 10 2 = 5

u2 = -1 - 121 2 = -1 -11 2 = -12 2 = -6

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 = - 12 2 = -6

x2 = - 1 2 + 11 2 = 10 2 = 5

Rücksubstitution:

u1: e x = 5

e x = 5 |ln(⋅)
x1 = ln( 5 ) ≈ 1.6094

u2: e x = -6

e x = -6

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 5 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 - e -x -42 e -2x = 0

Lösung einblenden
1 - e -x -42 e -2x = 0

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

- e -x -42 e -2x +1 = 0 |⋅ e 2x
e 2x - e x -42 = 0

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 - u -42 = 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 · ( -42 ) 21

u1,2 = +1 ± 1 +168 2

u1,2 = +1 ± 169 2

u1 = 1 + 169 2 = 1 +13 2 = 14 2 = 7

u2 = 1 - 169 2 = 1 -13 2 = -12 2 = -6

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 - ( -42 ) = 1 4 + 42 = 1 4 + 168 4 = 169 4

x1,2 = 1 2 ± 169 4

x1 = 1 2 - 13 2 = - 12 2 = -6

x2 = 1 2 + 13 2 = 14 2 = 7

Rücksubstitution:

u1: e x = 7

e x = 7 |ln(⋅)
x1 = ln( 7 ) ≈ 1.9459

u2: e x = -6

e x = -6

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 7 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 e -6x +6 = 0

Lösung einblenden
-5 e -6x +6 = 0 | -6
-5 e -6x = -6 |:-5
e -6x = 6 5 |ln(⋅)
-6x = ln( 6 5 ) |:-6
x = - 1 6 ln( 6 5 ) ≈ -0.0304

L={ - 1 6 ln( 6 5 ) }