Erklärung
Die drei Typen von Exponentialgleichungen
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Typ 1: Alle Exponential-Terme haben den gleichen Exponenten, zum Beispiel:
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Typ 2: Es treten verschiedene Exponenten auf, aber dafür keine Zahlen, zum Beispiel:
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Typ 3: Es treten verschiedene Exponenten und auch Zahlen auf, zum Beispiel:
Lösen von Exponentialgleichungen (Typ 1)
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Schritt 1: Isoliere den Exponentialterm:
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Schritt 2: Logarithmiere beiden Seiten:
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Schritt 3: Löse nach
auf:
Lösen von Exponentialgleichungen (Typ 2)
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Schritt 1: Bringe alles auf eine Seite:
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Schritt 2: Klammere die kleinste
-Potenz aus und beachte dabei die Potenzgesetze: -
Schritt 3: Wende den Satz vom Nullprodukt an:
Die Gleichung
besitzt keine Lösung. -
Schritt 4: Bestimme die Lösungsmenge der zweiten Gleichung:
Lösen von Exponentialgleichungen (Typ 3)
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Schritt 1: Bringe alles auf eine Seite:
-
Schritt 2: Substitution: Setze
: -
Schritt 3: Löse die entstandene Gleichung mit der Lösungsformel für quadratische Gleichungen:
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Schritt 4: Rücksubstitution: Löse
: Es folgt also.
Aufgaben
Aufgabe 1
- Schwierigkeitsgrad:Bestimme jeweils die Lösungsmenge der folgenden Gleichungen:
Lösung zu Aufgabe 1
- Wie im Rezept gilt:
Es gilt
und damit . - Man rechnet wie im Rezept:
Somit ist
. - Man rechnet wie im Rezept:
Also ist
.
Aufgabe 2
- Schwierigkeitsgrad:Bestimme jeweils die Lösungsmenge der folgenden Gleichungen.
Lösung zu Aufgabe 2
- Klammere den Faktor
aus und beachte dabei die Potenzgesetze. Es gilt: Also ist. - Multipliziere die gesamte Gleichung mit dem Faktor
. Das verändert die Lösungsmenge nicht, weil gilt. Somit ist.
Aufgabe 3
- Schwierigkeitsgrad:Löse folgende Gleichungen:
Lösung zu Aufgabe 3
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Man kann die Gleichung zunächst durch
teilen und alles auf eine Seite bringen: Man substituiertund löst die entstehende Gleichung mit der - -Formel / Mitternachtsformel: Rücksubstitution liefertals einzige Lösung. Somit ist . -
Zu Beginn wird die gesamte Gleichung mit
durchmultipliziert. Das verändert die Lösungsmenge nicht, weil gilt. Nun kann man weiter nach Rezept rechnen und die Lösungsmenge ist gegeben durch. -
Man rechnet wie in Aufgabenteil (b) und erhält
. -
Man substituiert
. Die enstehende Gleichung wird mit der - -Formel / Mitternachtsformel gelöst: Nun führt man noch eine Rücksubstitution durch:Die Lösungsmenge ist dann gegeben durch.