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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-5 e -5x = 0

Lösung einblenden
-5 e -5x = 0 |:-5
e -5x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={}

Nullstellen bei ln-Funktionen

Beispiel:

Bestimme die Nullstellen der Funktion f mit f(x)= ln( x ) -1

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

L={ e }

Term bestimmen (2 Punktproben)

Beispiel:

Bestimme c und a>0 so, dass die Punkte A(1|-4 ) und B(2|-16 ) 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|-4 ) und B(2|-16 ) in den Funktionsterm f(x)= c · a x ein und erhalten so die beiden Gleichungen:

I: -4 = c · a
II: -16 = c · a 2

Wenn wir I mit a durchdividieren, erhalten wir

I: -4 1 a = c.

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

II: -16 = - 4 a · a 2

also

II: -16 = -4a

-4a = -16 |:(-4 )
a = 4

Von oben (I) wissen wir bereits: -4 1 a = c

mit a=4 eingesetzt erhalten wir so: -1 = c

Der gesuchte Funktionsterm g(x) ist somit: f(x)= - 4 x

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x -9 e x +14 = 0

Lösung einblenden
e 2x -9 e x +14 = 0

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

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -9u +14 = 0

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

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

u1,2 = +9 ± ( -9 ) 2 -4 · 1 · 14 21

u1,2 = +9 ± 81 -56 2

u1,2 = +9 ± 25 2

u1 = 9 + 25 2 = 9 +5 2 = 14 2 = 7

u2 = 9 - 25 2 = 9 -5 2 = 4 2 = 2

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 = ( - 9 2 ) 2 - 14 = 81 4 - 14 = 81 4 - 56 4 = 25 4

x1,2 = 9 2 ± 25 4

x1 = 9 2 - 5 2 = 4 2 = 2

x2 = 9 2 + 5 2 = 14 2 = 7

Rücksubstitution:

u1: e x = 7

e x = 7 |ln(⋅)
x1 = ln( 7 ) ≈ 1.9459

u2: e x = 2

e x = 2 |ln(⋅)
x2 = ln( 2 ) ≈ 0.6931

L={ ln( 2 ) ; ln( 7 ) }