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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e x +11 = 1

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e x +11 = 1

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

e x +11 = e 0

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:

x +11 = 0 | -11
x = -11

Nullstellen bei ln-Funktionen

Beispiel:

Bestimme die Nullstellen der Funktion f mit f(x)= ln( x ) -9

Lösung einblenden
ln( x ) -9 = 0 | +9
ln( x ) = 9 |e(⋅)
x = e 9

L={ e 9 }

Parameter finden mit f(x0)=y0 (e-Fktn)

Beispiel:

Für welches t liegt der Punkt A(1| - 25 2 ) auf dem Graph der Funktion f mit ft(x)= - 3 2 t x · e x -1 -9 ?

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Wir machen einfach eine Punktprobe mit A(1| - 25 2 ) in f mit f(x)= - 3 2 t x · e x -1 -9 :

- 25 2 = f(1)

- 25 2 = - 3 2 t · 1 · e 1 -1 -9

- 25 2 = - 3 2 t · 1 · e 0 -9

- 25 2 = - 3 2 t · 1 · 1 -9

- 25 2 = - 3 2 t -9

Jetzt müssen wir also nur noch die Gleichung - 3 2 t -9 = - 25 2 nach t auflösen.

- 3 2 t -9 = - 25 2 |⋅ 2
2( - 3 2 t -9 ) = -25
-3t -18 = -25 | +18
-3t = -7 |:(-3 )
t = 7 3

Für t= 7 3 liegt also der Punkt A auf dem Graph von f.

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 4x -8 e x +7 e -2x = 0

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e 4x -8 e x +7 e -2x = 0
( e 6x -8 e 3x +7 ) e -2x = 0

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

1. Fall:

e 6x -8 e 3x +7 = 0

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

Setze u = e 3x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -8u +7 = 0

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

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

u1,2 = +8 ± ( -8 ) 2 -4 · 1 · 7 21

u1,2 = +8 ± 64 -28 2

u1,2 = +8 ± 36 2

u1 = 8 + 36 2 = 8 +6 2 = 14 2 = 7

u2 = 8 - 36 2 = 8 -6 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 = ( -4 ) 2 - 7 = 16 - 7 = 9

x1,2 = 4 ± 9

x1 = 4 - 3 = 1

x2 = 4 + 3 = 7

Rücksubstitution:

u1: e 3x = 7

e 3x = 7 |ln(⋅)
3x = ln( 7 ) |:3
x1 = 1 3 ln( 7 ) ≈ 0.6486

u2: e 3x = 1

e 3x = 1 |ln(⋅)
3x = 0 |:3
x2 = 0 ≈ 0

2. Fall:

e -2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={0; 1 3 ln( 7 ) }