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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

2 x = 1

Lösung einblenden
2 x = 1 |lg(⋅)
lg( 2 x ) = 0
x · lg( 2 ) = 0 |: lg( 2 )
x = 0 lg( 2 )
x = 0

L={0}

Im Idealfall erkennt man bereits:

2 x = 1

2 x = 20

und kann so schneller und ohne WTR auf die Lösung x=0 kommen.

Nullstellen bei ln-Funktionen

Beispiel:

Bestimme die Nullstellen der Funktion f mit f(x)= ln( x ) -11

Lösung einblenden
ln( x ) -11 = 0 | +11
ln( x ) = 11 |e(⋅)
x = e 11

L={ e 11 }

Term bestimmen (2 Punktproben)

Beispiel:

Bestimme c und a>0 so, dass die Punkte A(1| - 5 2 ) und B(2| - 25 2 ) auf dem Graphen der Funktion f mit f(x)= c · a x (a>0) liegen.

Lösung einblenden

Wir setzen einfach die beiden Punkte A(1| - 5 2 ) und B(2| - 25 2 ) in den Funktionsterm f(x)= c · a x ein und erhalten so die beiden Gleichungen:

I: - 5 2 = c · a
II: - 25 2 = c · a 2

Wenn wir I mit a durchdividieren, erhalten wir

I: - 5 2 1 a = c.

Dies können wir gleich in II einsetzen und nach a auflösen:

II: - 25 2 = - 5 2 a · a 2

also

II: - 25 2 = - 5 2 a

- 5 2 a = - 25 2 |⋅ 2
-5a = -25 |:(-5 )
a = 5

Von oben (I) wissen wir bereits: - 5 2 1 a = c

mit a=5 eingesetzt erhalten wir so: - 1 2 = c

Der gesuchte Funktionsterm g(x) ist somit: f(x)= - 1 2 5 x

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -5 e x -6 = 0

Lösung einblenden
e 2x -5 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 -5u -6 = 0

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

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

u1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

u1,2 = +5 ± 25 +24 2

u1,2 = +5 ± 49 2

u1 = 5 + 49 2 = 5 +7 2 = 12 2 = 6

u2 = 5 - 49 2 = 5 -7 2 = -2 2 = -1

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 = ( - 5 2 ) 2 - ( -6 ) = 25 4 + 6 = 25 4 + 24 4 = 49 4

x1,2 = 5 2 ± 49 4

x1 = 5 2 - 7 2 = - 2 2 = -1

x2 = 5 2 + 7 2 = 12 2 = 6

Rücksubstitution:

u1: e x = 6

e x = 6 |ln(⋅)
x1 = ln( 6 ) ≈ 1.7918

u2: e x = -1

e x = -1

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 6 ) }