Aufgabenbeispiele von Exponentialgleichungen

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Exponentialgleichungen (einfach)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

5 x = 5

Lösung einblenden
5 x = 5 |lg(⋅)
lg( 5 x ) = lg( 5 )
x · lg( 5 ) = lg( 5 ) |: lg( 5 )
x = lg( 5 ) lg( 5 )
x = 1

L={ 1 }

Man erkennt bereits bei 5 x = 5 die Lösung x = 1.

Exponentialgleichungen

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

3 -3x -2 = 1 3

Lösung einblenden

Wir schreiben einfach um:

3 -3x -2 = 1 3

3 -3x -2 = 3 -1

Jetzt stehen links und rechts zwei Potenzen mit der gleichen Basis 3.

Um die Gleichung zu lösen, können wir also einfach die beiden Exponenten (links: -3x -2 und rechts: -1) gleichsetzen:

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

L={ - 1 3 }

Exponentialgleichungen (schwer)

Beispiel:

Löse die folgende Gleichung:

-2 2 2x -1 +2 2 2x = 4

Lösung einblenden

-2 2 2x -1 +2 2 2x = 4

Wir müssen -2 2 2x -1 in -2 2 2x · 2 -1 aufspalten um die beiden 2er-Potenzen miteinader verrechnen zu können:

-2 2 2x · 2 -1 +2 2 2x = 4

- 2 2x +2 2 2x = 4

2 2x = 4 |lg(⋅)
lg( 2 2x ) = lg( 4 )
2x · lg( 2 ) = lg( 4 ) |: lg( 2 )
2x = lg( 4 ) lg( 2 )
2x = 2 |:2
x = 1

L={ 1 }

Exponentialgleichungen (Anwendung)

Beispiel:

Bei einer Internetseite kann man davon ausgehen, dass die Anzahl der Nutzer näherungsweise durch die Funktion f mit f(t)= 4000 1,4 t (t in Wochen seit Beobachtungsbeginn) beschrieben werden kann. Wann hat sich die Anzahl der Webseitennutzer um 1100 vergrößert.

Lösung einblenden

Zu Beginn (t=0) ist der Bestand f(0)= 4000 1,4 0 =4000. Wenn also danach gefragt wird, wann der Bestand um 1100 größer geworden ist, suchen wir den Zeitpunkt wann der Bestand f(t)=5100, weil ja 5100 - 4000 = 1100 .

Gesucht wird das t mit f(t) = 5100, also 4000 1,4 t = 5100.

4000 1,4 t = 5100 |:4000
1,4 t = 51 40 |lg(⋅)
lg( 1,4 t ) = lg( 51 40 )
t · lg( 1,4 ) = lg( 51 40 ) |: lg( 1,4 )
t = lg( 51 40 ) lg( 1,4 )
t = 0,722

Zum Zeitpunkt t ≈ 0,722 Wochen ist der Bestand 5100 Nutzer, also um 1100 Nutzer größer als zu Beginn..