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Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

6 -x +2 = 1 6

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

6 -x +2 = 1 6

6 -x +2 = 6 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 6.

Um die Gleichung zu lösen, können wir also einfach die beiden Exponenten (links: -x +2 und rechts: -1) gleichsetzen:

-x +2 = -1 | -2
-x = -3 |:(-1 )
x = 3

L={ 3 }

Exponentialgl. mit 2 e-Termen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-3 e 3x = -6 e 2x

Lösung einblenden
-3 e 3x = -6 e 2x | +6 e 2x
-3 e 3x +6 e 2x = 0
3 ( - e x +2 ) e 2x = 0

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

1. Fall:

- e x +2 = 0 | -2
- e x = -2 |:-1
e x = 2 |ln(⋅)
x1 = ln( 2 ) ≈ 0.6931

2. Fall:

e 2x = 0

Diese Gleichung hat keine Lösung!

L={ ln( 2 ) }

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

Beispiel:

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

Lösung einblenden

Wir machen einfach eine Punktprobe mit A(1| 1 ) in f mit f(x)= - e t x - t + t :

1 = f(1)

1 = - e t 1 - t + t

1 = - e t - t + t

1 = - e 0 + t

1 = -1 + t

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

t -1 = 1 | +1
t = 2

Für t= 2 liegt also der Punkt A auf dem Graph von f.

Exponentialgl. Substitution

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

1 -7 e -x +12 e -2x = 0

Lösung einblenden
1 -7 e -x +12 e -2x = 0

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

-7 e -x +12 e -2x +1 = 0 |⋅ e 2x
e 2x -7 e x +12 = 0

Setze u = e x

Draus ergibt sich die quadratische Gleichung:

u 2 -7u +12 = 0

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

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

u1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

u1,2 = +7 ± 49 -48 2

u1,2 = +7 ± 1 2

u1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

u2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

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 = ( - 7 2 ) 2 - 12 = 49 4 - 12 = 49 4 - 48 4 = 1 4

x1,2 = 7 2 ± 1 4

x1 = 7 2 - 1 2 = 6 2 = 3

x2 = 7 2 + 1 2 = 8 2 = 4

Rücksubstitution:

u1: e x = 4

e x = 4 |ln(⋅)
x1 = ln( 4 ) ≈ 1.3863
x1 = 2 ln( 2 )

u2: e x = 3

e x = 3 |ln(⋅)
x2 = ln( 3 ) ≈ 1.0986

L={ ln( 3 ) ; 2 ln( 2 ) }