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Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

4 10 x = 6

Lösung einblenden
4 10 x = 6 |:4
10 x = 3 2 |lg(⋅)
x = lg( 3 2 ) ≈ 0.1761

L={ lg( 3 2 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( -7 e 7x +2 ) · ( x 4 -9 x 2 ) = 0

Lösung einblenden
( -7 e 7x +2 ) ( x 4 -9 x 2 ) = 0

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

1. Fall:

-7 e 7x +2 = 0 | -2
-7 e 7x = -2 |:-7
e 7x = 2 7 |ln(⋅)
7x = ln( 2 7 ) |:7
x1 = 1 7 ln( 2 7 ) ≈ -0.179

2. Fall:

x 4 -9 x 2 = 0
x 2 ( x 2 -9 ) = 0

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

1. Fall:

x 2 = 0 | 2
x2 = 0

2. Fall:

x 2 -9 = 0 | +9
x 2 = 9 | 2
x3 = - 9 = -3
x4 = 9 = 3

L={ -3 ; 1 7 ln( 2 7 ) ; 0; 3 }

0 ist 2-fache Lösung!

Parameter finden mit f(x0)=y0 (e-Fktn)

Beispiel:

Für welches t liegt der Punkt A(0| - 7 2 ) auf dem Graph der Funktion f mit ft(x)= 1 2 e -2 t x -2 t ?

Lösung einblenden

Wir machen einfach eine Punktprobe mit A(0| - 7 2 ) in f mit f(x)= 1 2 e -2 t x -2 t :

- 7 2 = f(0)

- 7 2 = 1 2 e -2 t ( 0 ) -2 t

- 7 2 = 1 2 e 0 -2 t

- 7 2 = 1 2 -2 t

- 7 2 = 1 2 - 4 2 t

Jetzt müssen wir also nur noch die Gleichung -2t + 1 2 = - 7 2 nach t auflösen.

-2t + 1 2 = - 7 2 |⋅ 2
2( -2t + 1 2 ) = -7
-4t +1 = -7 | -1
-4t = -8 |:(-4 )
t = 2

Für t= 2 liegt also der Punkt A auf dem Graph von f.

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +3 e x -18 = 0

Lösung einblenden
e 2x +3 e x -18 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +3u -18 = 0

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

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

u1,2 = -3 ± 3 2 -4 · 1 · ( -18 ) 21

u1,2 = -3 ± 9 +72 2

u1,2 = -3 ± 81 2

u1 = -3 + 81 2 = -3 +9 2 = 6 2 = 3

u2 = -3 - 81 2 = -3 -9 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 = ( 3 2 ) 2 - ( -18 ) = 9 4 + 18 = 9 4 + 72 4 = 81 4

x1,2 = - 3 2 ± 81 4

x1 = - 3 2 - 9 2 = - 12 2 = -6

x2 = - 3 2 + 9 2 = 6 2 = 3

Rücksubstitution:

u1: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x1 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

u2: e x = -6

e x = -6

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 3 ) }