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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x -1 = 1 e 2

Lösung einblenden

e x -1 = 1 e 2

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

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

Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 e -6x -5 = 0

Lösung einblenden
3 e -6x -5 = 0 | +5
3 e -6x = 5 |:3
e -6x = 5 3 |ln(⋅)
-6x = ln( 5 3 ) |:-6
x = - 1 6 ln( 5 3 ) ≈ -0.0851

L={ - 1 6 ln( 5 3 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

7 e -x = 9 e -3x

Lösung einblenden
7 e -x = 9 e -3x | -9 e -3x
7 e -x -9 e -3x = 0
( 7 e 2x -9 ) · e -3x = 0

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

1. Fall:

7 e 2x -9 = 0 | +9
7 e 2x = 9 |:7
e 2x = 9 7 |ln(⋅)
2x = ln( 9 7 ) |:2
x1 = 1 2 ln( 9 7 ) ≈ 0.1257

2. Fall:

e -3x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ 1 2 ln( 9 7 ) }

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x - e x -6 = 0

Lösung einblenden
e 2x - 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 - u -6 = 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 · ( -6 ) 2⋅1

u1,2 = +1 ± 1 +24 2

u1,2 = +1 ± 25 2

u1 = 1 + 25 2 = 1 +5 2 = 6 2 = 3

u2 = 1 - 25 2 = 1 -5 2 = -4 2 = -2

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 - ( -6 ) = 1 4 + 6 = 1 4 + 24 4 = 25 4

x1,2 = 1 2 ± 25 4

x1 = 1 2 - 5 2 = - 4 2 = -2

x2 = 1 2 + 5 2 = 6 2 = 3

Rücksubstitution:

u1: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x1 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

u2: e x = -2

e x = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 3 ) }

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e x -1 -42 e -x = 0

Lösung einblenden
e x -1 -42 e -x = 0

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

e x -42 e -x -1 = 0 |⋅ e x
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 ) 2⋅1

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:

2 e -3x -6 = 0

Lösung einblenden
2 e -3x -6 = 0 | +6
2 e -3x = 6 |:2
e -3x = 3 |ln(⋅)
-3x = ln( 3 ) |:-3
x = - 1 3 ln( 3 ) ≈ -0.3662

L={ - 1 3 ln( 3 ) }