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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e 5x - 19 2 = e

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e 5x - 19 2 = e

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

e 5x - 19 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 - 19 2 = 1 2 |⋅ 2
2( 5x - 19 2 ) = 1
10x -19 = 1 | +19
10x = 20 |:10
x = 2

Nullstellen bei ln-Funktionen

Beispiel:

Bestimme die Nullstellen der Funktion f mit f(x)= ln( x ) +3

Lösung einblenden
ln( x ) +3 = 0 | -3
ln( x ) = -3 |e(⋅)
x = 1 e 3

L={ 1 e 3 }

prozentale Änderung bestimmen

Beispiel:

Gib für die exponentielle Wachstumsfunktion f mit f(t)= 161 0,75 t die prozentuale Änderung pro Zeiteinheit an. Handelt es sich um prozentuale Zunahme oder um prozentuale Abnahme?

Lösung einblenden

f(0) = 161

f(1) = 161 0,75

f(2) = 161 0,750,75

f(3) = 161 0,750,750,75

f(4) = 161 0,750,750,750,75

...

Mit jeder Zeiteinheit wird also der bisherige Funktionswert mit 0,75 multipliziert. Da 0,75 < 1 ist, werden die Funktionswerte mit jedem Zeitschritt kleiner, und zwar auf das 0,75-fache, also auf 75 % des vorherigen Funktionswertes.

Die prozentuale Abnahme beträgt also 100% - 75% = 25 %

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -3 e x -18 = 0

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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 = 12 2 = 6

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

x1,2 = 3 2 ± 81 4

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

x2 = 3 2 + 9 2 = 12 2 = 6

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = -3

e x = -3

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 6 ) }