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Exponentialgl. elementar

Beispiel:

Löse die Gleichung ohne WTR: e 3x -6 = 1

Lösung einblenden

e 3x -6 = 1

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

e 3x -6 = 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:

3x -6 = 0 | +6
3x = 6 |:3
x = 2

Exponentialgl. vermischt

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

( 7 e -7x -4 ) · ( x 4 -9 x 2 ) = 0

Lösung einblenden
( 7 e -7x -4 ) · ( x 4 -9 x 2 ) = 0

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

1. Fall:

7 e -7x -4 = 0 | +4
7 e -7x = 4 |:7
e -7x = 4 7 |ln(⋅)
-7x = ln( 4 7 ) |:-7
x1 = - 1 7 ln( 4 7 ) ≈ 0.0799

2. Fall:

x 4 -9 x 2 = 0
x 2 · ( x 2 -9 ) = 0

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

1. Fall:

x 2 = 0 | 2
x2 = 0

2. Fall:

x 2 -9 = 0 | +9
x 2 = 9 | 2
x3 = - 9 = -3
x4 = 9 = 3

L={ -3 ; 0; - 1 7 ln( 4 7 ) ; 3 }

0 ist 2-fache Lösung!

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

Beispiel:

Für welches t liegt der Punkt A(-1| -5 ) auf dem Graph der Funktion f mit ft(x)= x · e -2 t x -2 t -4 t ?

Lösung einblenden

Wir machen einfach eine Punktprobe mit A(-1| -5 ) in f mit f(x)= x · e -2 t x -2 t -4 t :

-5 = f(-1)

-5 = -1 · e -2 t ( -1 ) -2 t -4 t

-5 = -1 · e 2 t -2 t -4 t

-5 = -1 · e 0 -4 t

-5 = -1 · 1 -4 t

Jetzt müssen wir also nur noch die Gleichung -4t -1 = -5 nach t auflösen.

-4t -1 = -5 | +1
-4t = -4 |:(-4 )
t = 1

Für t= 1 liegt also der Punkt A auf dem Graph von f.

Exponentialgl. Substitution BF

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

e 2x - e x -6 = 0

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e 2x - 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 - u -6 = 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 · ( -6 ) 21

u1,2 = +1 ± 1 +24 2

u1,2 = +1 ± 25 2

u1 = 1 + 25 2 = 1 +5 2 = 6 2 = 3

u2 = 1 - 25 2 = 1 -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 = ( - 1 2 ) 2 - ( -6 ) = 1 4 + 6 = 1 4 + 24 4 = 25 4

x1,2 = 1 2 ± 25 4

x1 = 1 2 - 5 2 = - 4 2 = -2

x2 = 1 2 + 5 2 = 6 2 = 3

Rücksubstitution:

u1: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x1 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

u2: e x = -2

e x = -2

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 3 ) }