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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

- e 6x = -7

Lösung einblenden
- e 6x = -7 |:-1
e 6x = 7 |ln(⋅)
6x = ln( 7 ) |:6
x = 1 6 ln( 7 ) ≈ 0.3243

L={ 1 6 ln( 7 ) }

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( 7 e -x -3 ) · ( x 4 -10 x 3 ) = 0

Lösung einblenden
( 7 e -x -3 ) · ( x 4 -10 x 3 ) = 0

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

1. Fall:

7 e -x -3 = 0 | +3
7 e -x = 3 |:7
e -x = 3 7 |ln(⋅)
-x = ln( 3 7 ) |:-1
x1 = - ln( 3 7 ) ≈ 0.8473

2. Fall:

x 4 -10 x 3 = 0
x 3 · ( x -10 ) = 0

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

1. Fall:

x 3 = 0 | 3
x2 = 0

2. Fall:

x -10 = 0 | +10
x3 = 10

L={0; - ln( 3 7 ) ; 10 }

0 ist 3-fache Lösung!

prozentale Änderung bestimmen

Beispiel:

Gib für die exponentielle Wachstumsfunktion f mit f(t)= 123 1,15 t die prozentuale Änderung pro Zeiteinheit an. Handelt es sich um prozentuale Zunahme oder um prozentuale Abnahme?

Lösung einblenden

f(0) = 123

f(1) = 123 1,15

f(2) = 123 1,151,15

f(3) = 123 1,151,151,15

f(4) = 123 1,151,151,151,15

...

Mit jeder Zeiteinheit wird also der bisherige Funktionswert mit 1,15 multipliziert. Da 1,15 > 1 ist, werden die Funktionswerte mit jedem Zeitschritt größer, und zwar auf das 1,15-fache, also auf 115 % des vorherigen Funktionswertes.

Die prozentuale Zunahme beträgt also 115% - 100% = 15 %

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x - e x -42 = 0

Lösung einblenden
e 2x - e x -42 = 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 -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 ) 21

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 ) }