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Version 125.1 von Martin Rathgeb am 2025/03/11 21:59
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1 {{seiteninhalt/}}
2
3 [[Kompetenzen.K5]] Ich kann Logarithmus nutzen, um eine Exponentialgleichung zu lösen
4 [[Kompetenzen.K5]] Ich kann eine geeignete Strategie wählen, um eine gegebene Exponentialgleichung zu lösen
5 [[Kompetenzen.K1]] Ich kann die Wahl einer Lösungsstrategie für eine Exponentialgleichung begründen
6 [[Kompetenzen.K5]] Ich kann Exponentialgleichungen algebraisch lösen
7 [[Kompetenzen.K4]] [[Kompetenzen.K6]] Ich kann die Lösungen einer Exponentialgleichung als Nullstelle interpretieren
8 [[Kompetenzen.K4]] [[Kompetenzen.K6]] Ich kann die Lösungen einer Exponentialgleichung als Schnittstelle zweier Funktionen interpretieren
9
10 {{lehrende}}
11 Aufgaben:
12 – Logarithmus: graphisches Ermitteln vs. Operator
13 Lösen von Exponentialgleichungen:
14 – Vokabelheft für Umkehroperationen
15 – Umkehrung der Rechenoperationen (Logarithmieren!) zzgl. Grundrechenarten
16 – Faktorisierung durch Ausklammern und Satz vom Nullprodukt zzgl. Grundrechenarten
17 – Substitution (abc-Formel, pq-Formel, Typ I) zzgl. Grundrechenarten
18 - Näherungslösungen
19
20 Gleichungen:
21 {{formula}}x\pm y = e \Rightarrow y = e \mp x{{/formula}}
22 {{formula}}x*y = e \Rightarrow y = e / x{{/formula}}
23 {{formula}}e^y = x \Rightarrow y = \ln(x){{/formula}}
24 {{/lehrende}}
25
26 {{aufgabe id="Gleichungen aufstellen I" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe, Martina Wagner" cc="BY-SA" zeit="5"}}
27 Nenne jeweils eine passende Gleichung:
28
29 Die Gleichung kann ich nach x auflösen, indem ich …
30 (% class="abc" %)
31 1. … die Terme auf beiden Seiten durch 5 dividiere und damit die Lösung {{formula}} x = \frac{2}{5} {{/formula}} erhalte.
32 1. … von beiden Termen die 5-te Wurzel ziehe und damit die Lösung {{formula}} x = \sqrt[5]{2} {{/formula}} erhalte.
33 1. … die Terme auf beiden Seiten zur Basis 5 logarithmiere und damit die Lösung {{formula}} x = \log_5(2) {{/formula}} erhalte.
34 {{/aufgabe}}
35
36 {{aufgabe id="Gleichungen aufstellen II" afb="I" kompetenzen="K2,K5" quelle="Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="10"}}
37 Nenne möglichst viele (wahre) Gleichungen der folgenden Formen, wobei {{formula}} a, b, c \in \{2; 3; 4; \ldots; 16\} {{/formula}} gelten soll:
38 {{formula}} c = a^b\:; \qquad c = \sqrt[a]{b}\:; \qquad c = \log_a(b)\:; \qquad c = a\cdot b\:. {{/formula}}
39 {{/aufgabe}}
40
41 {{aufgabe id="Darstellungen zuordnen" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="6"}}
42 Ordne zu:
43 (% class="border slim " %)
44 |Implizite Gleichungen|Explizite Gleichungen|Wertetabellen|Schaubilder
45 |{{formula}} x^{-3} = 8 {{/formula}}|{{formula}} x = \sqrt[3]{8} {{/formula}}|(((
46 |x|0|1|2|3
47 |y|1|2|4|8
48 )))|[[image:2^xund8.svg||width="200px"]]
49 |{{formula}} 2^x = 8 {{/formula}}|{{formula}} x = -\log_{2}(8) {{/formula}} |(((
50 |x|0|1|2|3
51 |y|0|1|8|27
52 )))|[[image:2^-xund8.svg||width="200px"]]
53 |{{formula}} 2^{-x} = 8 {{/formula}}|{{formula}} x = \log_{2}(8) {{/formula}} |(((
54 |x|0|1|2|3
55 |y|1|{{formula}}\frac{1}{2}{{/formula}}|{{formula}}\frac{1}{4}{{/formula}}|{{formula}}\frac{1}{8}{{/formula}}
56 )))|[[image:x^3und8.svg||width="200px"]]
57 |{{formula}} 2^x = 8 {{/formula}}|{{formula}} x = x = \frac{1}{\sqrt[3]{8}} {{/formula}} |(((
58 |x|0|1|2|3
59 |y|n.d.|1|\frac{1}{8}|\frac{1}{27}
60 )))|[[image:x^-3und8.svg||width="200px"]]
61 {{/aufgabe}}
62
63 {{aufgabe id="Logarithmen auswerten" afb="II" kompetenzen="K4,K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="10"}}
64 Ordne (ohne WTR!) die Terme ihren Werten gemäß den Kästchen über dem Zahlenstrahl zu. Trage dafür die jeweiligen Buchstaben in die Kästchen ein.
65
66 [[image:Logarithmus_neu.svg||width="600px"]]
67
68 (% class="abc" %)
69 1. {{formula}} \log_{10}(0.1) {{/formula}}
70 1. {{formula}} \log_{100}(0.1) {{/formula}}
71 1. {{formula}} \log_{0.1}(0.1) {{/formula}}
72 1. {{formula}} \log_{10}(1000) {{/formula}}
73 1. {{formula}} \log_{10}(50) {{/formula}}
74 1. {{formula}} \log_{0.1}(1000) {{/formula}}
75 1. {{formula}} \log_{10}(1) {{/formula}}
76 1. {{formula}} \log_{100}(10) {{/formula}}
77 1. {{formula}} \log_{10}(10) {{/formula}}
78 {{/aufgabe}}
79
80 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen lösen (graphisch versus rechnerisch)" afb="I" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="5"}}
81 (% class="abc" %)
82 Ermittle die Lösung der Gleichung {{formula}} 2^x = 5 {{/formula}} graphisch und rechnerisch.
83 {{/aufgabe}}
84
85 {{aufgabe id="Gleichungen gemeinsamer Form" afb="I" kompetenzen="K5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA" zeit="6"}}
86 (% class="abc" %)
87 Aufgabe als Dokument im Anhang ‚unten‘.
88 {{/aufgabe}}
89
90 {{aufgabe id="Gleichungstypen einstudieren" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe, Martina Wagner" cc="BY-SA" zeit="20"}}
91 Bestimme die Lösung der folgenden Gleichungen:
92
93 (% class="border slim " %)
94 |Typ 1 Umkehroperationen|Typ 2 Ausklammern|Typ 3 Substitution
95 |{{formula}}x^2 = 2{{/formula}}|{{formula}}x^2-2x = 0{{/formula}}|{{formula}}x^4-40x^2+144 = 0{{/formula}}
96 |{{formula}}x^4 = e{{/formula}}|{{formula}}2x^e = x^{2e}{{/formula}}|{{formula}}x^{2x}+x^e+1 = 0{{/formula}}
97 |{{formula}}e^x = e{{/formula}}|{{formula}}2e^x = e^{2x}{{/formula}}|{{formula}}10^{6x}-2\cdot 10^{3x}+1 = 0{{/formula}}
98 |{{formula}}3e^x = \frac{1}{2}e^{-x}{{/formula}}|{{formula}}x\cdot 3^x+4\cdot 3^x = 0{{/formula}}|{{formula}}3e^x-1 = \frac{1}{3}e^{-x}{{/formula}}
99 {{/aufgabe}}
100
101 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen (Logarithmieren)" afb="I" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="15"}}
102 Bestimme die Lösungsmenge der Exponentialgleichung:
103 (% class="abc" %)
104 1. {{formula}} 4\cdot 0,5^x=100 {{/formula}}
105 1. {{formula}} e^x=3 {{/formula}}
106 1. {{formula}} 2e^x-4=8 {{/formula}}
107 1. {{formula}} 2e^{-0.5x}=6{{/formula}}
108 1. {{formula}} e^x=-5 {{/formula}}
109 {{/aufgabe}}
110
111 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen (Nullproduktsatz)" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA" zeit="12"}}
112 Bestimme die Lösungsmenge der Gleichung:
113 (% class="abc" %)
114 1. {{formula}} 2x=x^{2} {{/formula}}
115 1. {{formula}} 2x^e=x^{2e} {{/formula}}
116 1. {{formula}} 2e^x=e^{2x} {{/formula}}
117 {{/aufgabe}}
118
119 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen (Substitution)" afb="III" kompetenzen="K5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA" zeit="12"}}
120 Bestimme die Lösungsmenge der Gleichung:
121 (% class="abc" %)
122 1. {{formula}} 2x-3=x^{2} {{/formula}}
123 1. {{formula}} 2x^e-3=x^{2e} {{/formula}}
124 1. {{formula}} 2e^x-3=e^{2x} {{/formula}}
125 1. {{formula}} 2e^{x-3}=e^{2x-3} {{/formula}}
126 {{/aufgabe}}
127
128 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen" afb="I" kompetenzen="K5" quelle="Niklas Wunder" cc="BY-SA" zeit="5"}}
129 Bestimme die Lösungsmenge der folgenden Exponentialgleichungen
130 (% class="abc" %)
131 1. {{formula}} 3^{x+1}=81 {{/formula}}
132 1. {{formula}} 5^{2x}=25^{2x+2} {{/formula}}
133 1. {{formula}} 10^{x}=500{{/formula}}
134 1. {{formula}} 2^{x+3}=4^{x-1} {{/formula}}
135 {{/aufgabe}}
136
137 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen graphisch" afb="II" kompetenzen="K4,K6" quelle="Niklas Wunder" cc="BY-SA" zeit="5"}}
138 Löse mit Hilfe der nebenstehenden Abbildung folgende Exponentialgleichungen näherungsweise. Hinweis: Ordne die linke und die rechte Seite der jeweiligen Gleichung passend den Funktionsgraphen zu.
139 (% class="abc" %)
140 1. {{formula}} 2^x=(\frac{3}{4})^x+2 {{/formula}}
141 1. {{formula}} 7-e^{x-3}=(\frac{3}{4})^x+2 {{/formula}}
142 1. {{formula}} 2^x=1{,}5^{x+2}-0{,}5 {{/formula}}
143 1. {{formula}} 7-e^{x-3}=4-\frac{1}{2}\,x {{/formula}}
144
145 [[image:ExpGlei.svg||width="600px"]]
146 {{/aufgabe}}
147
148 {{seitenreflexion/}}