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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( -3 e 6x +2 ) · ( x +5 ) = 0

Lösung einblenden
( -3 e 6x +2 ) · ( x +5 ) = 0

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

1. Fall:

-3 e 6x +2 = 0 | -2
-3 e 6x = -2 |:-3
e 6x = 2 3 |ln(⋅)
6x = ln( 2 3 ) |:6
x1 = 1 6 ln( 2 3 ) ≈ -0.0676

2. Fall:

x +5 = 0 | -5
x2 = -5

L={ -5 ; 1 6 ln( 2 3 ) }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-7 e 2x +5 e x = 0

Lösung einblenden
-7 e 2x +5 e x = 0
( -7 e x +5 ) · e x = 0

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

1. Fall:

-7 e x +5 = 0 | -5
-7 e x = -5 |:-7
e x = 5 7 |ln(⋅)
x1 = ln( 5 7 ) ≈ -0.3365

2. Fall:

e x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 5 7 ) }

prozentale Änderung bestimmen

Beispiel:

Gib für die exponentielle Wachstumsfunktion f mit f(t)= 96 1,35 t die prozentuale Änderung pro Zeiteinheit an. Handelt es sich um prozentuale Zunahme oder um prozentuale Abnahme?

Lösung einblenden

f(0) = 96

f(1) = 96 1,35

f(2) = 96 1,351,35

f(3) = 96 1,351,351,35

f(4) = 96 1,351,351,351,35

...

Mit jeder Zeiteinheit wird also der bisherige Funktionswert mit 1,35 multipliziert. Da 1,35 > 1 ist, werden die Funktionswerte mit jedem Zeitschritt größer, und zwar auf das 1,35-fache, also auf 135 % des vorherigen Funktionswertes.

Die prozentuale Zunahme beträgt also 135% - 100% = 35 %

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x +4 e x -21 = 0

Lösung einblenden
e 2x +4 e x -21 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 +4u -21 = 0

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

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

u1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · ( -21 ) 21

u1,2 = -4 ± 16 +84 2

u1,2 = -4 ± 100 2

u1 = -4 + 100 2 = -4 +10 2 = 6 2 = 3

u2 = -4 - 100 2 = -4 -10 2 = -14 2 = -7

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 = 2 2 - ( -21 ) = 4+ 21 = 25

x1,2 = -2 ± 25

x1 = -2 - 5 = -7

x2 = -2 + 5 = 3

Rücksubstitution:

u1: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x1 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

u2: e x = -7

e x = -7

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 3 ) }