1.4 Einfache Exponentialgleichungen, Matheübungen

Exponentielles Wachstum und Logarithmus - Lehrwerk Fokus Mathematik (5.-10. Klasse) - 44 Aufgaben in 9 Levels

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    Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe:
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    Exponentielles Wachstum:
    Zunahme pro Zeitschritt ist - prozentual - immer gleich, d.h.
    B(n + 1) = B(n) · k.

    • B(n) gesucht:
      • Den Bestand nach n Zeitschritten berechnet man mithilfe der Formel:
      B(n) = B(0) · kn

    • n gesucht:
      • Ist n gesucht, löst man die Formel nach n auf:
      B(n) = B(0) · kn | : B(0)
      B(n) / B(0) = kn | log
      log( B(n) / B(0) ) = log( kn)
      log( B(n) / B(0) ) = n · log( k ) | : log( k )
      n = log( B(n) / B(0) ) / log( k )

    • B(0) gesucht:
      • Ist B(0) gesucht, löst man die Formel nach B(0) auf:
      B(n) = B(0) · kn | : kn
      B(0) = B(n) / kn

    • k gesucht:
      Ist k gesucht, löst man die Formel nach k auf:
      B(n) = B(0) · kn | : B(0)
      B(n) / B(0) = kn
      Zuletzt zieht man noch die n-te Wurzel
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Aufgabe

Aufgabe 1 von 6 in Level 9
  • Berechne.
    • Bei Leons Geburt 2011 legen seine Eltern für ihn 1000 € auf einem Sparkonto zu einem Zinssatz von 2,5% an.
    In wie vielen Jahren wird sich das Kapital mindestens verdoppelt haben?
    Die Rechnung ergibt (gerundet auf die 2. Dezimale):
    n ≈
     
    Das Kapital wird sich mindestens verdoppelt haben nach:
     
    Jahren
     
    gerundet auf Ganze
  • keine Berechtigung
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Exponentialgleichung und Logarithmus
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Exponentialgleichung und Logarithmus

Kanal: Mathegym
Beispiel
Löse die Gleichung:
4
x
−
1
:
9
=
3
2
−
x
·
2
x
Wie löst man eine Exponentialgleichung, wenn nur eine Potenz mit x vorkommt?
#997
Exponentialgleichungen, in denen nur eine Potenz (und sonst kein weiteres x) vorkommt, lassen sich in die Form

aT(x)=b

bringen [mit T(x) ist ein x-Term wie z.B. x+3 gemeint]. Sofern b>0, kann man anschließend auf beiden Seiten den Logarithmus zur Basis a anwenden, womit man die Gleichung

T(x)=logab

erhält, die nach x aufgelöst werden kann.
Beispiel
Löse die Gleichung.
12 000
·
1,06
x
−
3
=
10
5
Was bleibt beim exponentiellen Wachstum gleich und wie geht man bei typischen Fragestellungen vor?
#724
Exponentielles Wachstum:
Zunahme pro Zeitschritt ist - prozentual - immer gleich, d.h.
B(n + 1) = B(n) · k.

  • B(n) gesucht:
    • Den Bestand nach n Zeitschritten berechnet man mithilfe der Formel:
    B(n) = B(0) · kn

  • n gesucht:
    • Ist n gesucht, löst man die Formel nach n auf:
    B(n) = B(0) · kn | : B(0)
    B(n) / B(0) = kn | log
    log( B(n) / B(0) ) = log( kn)
    log( B(n) / B(0) ) = n · log( k ) | : log( k )
    n = log( B(n) / B(0) ) / log( k )

  • B(0) gesucht:
    • Ist B(0) gesucht, löst man die Formel nach B(0) auf:
    B(n) = B(0) · kn | : kn
    B(0) = B(n) / kn

  • k gesucht:
    Ist k gesucht, löst man die Formel nach k auf:
    B(n) = B(0) · kn | : B(0)
    B(n) / B(0) = kn
    Zuletzt zieht man noch die n-te Wurzel
Beispiel
Ein Guthaben von 5000 € wird mit 3,7% verzinst. Nach wie vielen Jahren ist es auf 8000 € angewachsen?
Nach ? Jahren beträgt das Guthaben 8000 €.
Was sind Halbwertszeit und Verdoppelungszeit und wie werden sie definiert?
#346
Verdoppelungszeit tD nennt man die (bei exponentiellem Wachstum konstante) Zeit, in der sich der Bestand verdoppelt.

Halbwertszeit tH nennt man die (bei exponentieller Abnahme konstante) Zeit, in der sich der Bestand halbiert.

Wie lässt sich eine Exponentialgleichung der Form b^{T_1(x)} = b^{T_2(x)} lösen?
#368
Liegt die Exponentialgleichung in der Form

bT1(x) = bT2(x)    [ T1(x) und T2(x) sind x-Terme ]

vor, so kann x auch ohne Logarithmus gelöst werden. Setze dazu einfach gleich:

T1(x) = T2(x)

Wie kann man Summen oder Differenzen von Potenzen mit x im Exponenten vereinfachen?
#998
Um Summen oder Differenzen von Potenzen (mit x im Exponent) zu vereinfachen, kann man versuchen, mit Hilfe der Potenzregeln gleiche Potenzen herzustellen.
Beispiel
Löse die Exponentialgleichung.
4
x
+
1
=
4
x
−
1
2
+
7