Version 130.4 von Kim Fujan am 2025/05/20 09:32

Zeige letzte Bearbeiter
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="Exponentialgleichungen (Logarithmieren)" afb="I" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="15"}}
27 Bestimme die Lösungsmenge der Exponentialgleichung:
28 (% class="abc" %)
29
30 1. {{formula}} e^x=3 {{/formula}}
31 1. {{formula}} 2e^x-4=8 {{/formula}}
32 1. {{formula}} 2e^{-0.5x}=6{{/formula}}
33 1. {{formula}} e^x=-5 {{/formula}}
34 1. {{formula}} 4\cdot 5^x=100 {{/formula}}
35 {{/aufgabe}}
36
37 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen (Satz vom Nullprodukt)" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA" zeit="12"}}
38 Bestimme die Lösungsmenge der Gleichung:
39 (% class="abc" %)
40 1. {{formula}} 2x=x^{2} {{/formula}}
41 1. {{formula}} 2x^e=x^{2e} {{/formula}}
42 1. {{formula}} 2e^x=e^{2x} {{/formula}}
43 {{/aufgabe}}
44
45 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen (Substitution)" afb="III" kompetenzen="K5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA" zeit="12"}}
46 Bestimme die Lösungsmenge der Gleichung:
47 (% class="abc" %)
48 1. {{formula}} 2x-3=x^{2} {{/formula}}
49 1. {{formula}} 2x^e-3=x^{2e} {{/formula}}
50 1. {{formula}} 2e^x-3=e^{2x} {{/formula}}
51 1. {{formula}} 2e^{x-3}=e^{2x-3} {{/formula}}
52 {{/aufgabe}}
53
54 {{aufgabe id="Gleichungen aufstellen I" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe, Martina Wagner" cc="BY-SA" zeit="5"}}
55 Nenne jeweils eine passende Gleichung:
56
57 Die Gleichung kann ich nach x auflösen, indem ich …
58 (% class="abc" %)
59 1. … die Terme auf beiden Seiten durch 5 dividiere und damit die Lösung {{formula}} x = \frac{2}{5} {{/formula}} erhalte.
60 1. … von beiden Termen die 5-te Wurzel ziehe und damit die Lösung {{formula}} x = \sqrt[5]{2} {{/formula}} erhalte.
61 1. … die Terme auf beiden Seiten zur Basis 5 logarithmiere und damit die Lösung {{formula}} x = \log_5(2) {{/formula}} erhalte.
62 {{/aufgabe}}
63
64 {{aufgabe id="Gleichungen aufstellen II" afb="I" kompetenzen="K2,K5" quelle="Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="10"}}
65 Nenne möglichst viele (wahre) Gleichungen der folgenden Formen, wobei {{formula}} a, b, c \in \{2; 3; 4; \ldots; 16\} {{/formula}} gelten soll:
66 {{formula}} c = a^b\:; \qquad c = \sqrt[a]{b}\:; \qquad c = \log_a(b)\:; \qquad c = a\cdot b\:. {{/formula}}
67 {{/aufgabe}}
68
69 {{aufgabe id="Darstellungen zuordnen" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="6"}}
70 Ordne zu:
71 (% class="border slim" %)
72 |Implizite Gleichungen|Explizite Gleichungen|Wertetabellen|Schaubilder
73 |{{formula}} x^{-3} = 8 {{/formula}}|{{formula}} x = \sqrt[3]{8} {{/formula}}|(((
74 |x|0|1|2|3
75 |y|1|2|4|8
76 )))|[[image:2^xund8.svg||width="200px"]]
77 |{{formula}} 2^x = 8 {{/formula}}|{{formula}} x = -\log_{2}(8) {{/formula}} |(((
78 |x|0|1|2|3
79 |y|0|1|8|27
80 )))|[[image:2^-xund8.svg||width="200px"]]
81 |{{formula}} 2^{-x} = 8 {{/formula}}|{{formula}} x = \log_{2}(8) {{/formula}} |(((
82 |x|0|1|2|3
83 |y|1|{{formula}}\frac{1}{2}{{/formula}}|{{formula}}\frac{1}{4}{{/formula}}|{{formula}}\frac{1}{8}{{/formula}}
84 )))|[[image:x^3und8.svg||width="200px"]]
85 |{{formula}} 2^x = 8 {{/formula}}|{{formula}} x = x = \frac{1}{\sqrt[3]{8}} {{/formula}} |(((
86 |x|0|1|2|3
87 |y|n.d.|1|{{formula}}\frac{1}{8}{{/formula}}|{{formula}}\frac{1}{27}{{/formula}}
88 )))|[[image:x^-3und8.svg||width="200px"]]
89 {{/aufgabe}}
90
91 {{aufgabe id="Logarithmen auswerten" afb="II" kompetenzen="K4,K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="10"}}
92 Ordne (ohne WTR!) die Terme ihren Werten gemäß den Kästchen über dem Zahlenstrahl zu. Trage dafür die jeweiligen Buchstaben in die Kästchen ein.
93
94 [[image:Logarithmus_neu.svg||width="600px"]]
95
96 (% class="abc" %)
97 1. {{formula}} \log_{10}(0.1) {{/formula}}
98 1. {{formula}} \log_{100}(0.1) {{/formula}}
99 1. {{formula}} \log_{0.1}(0.1) {{/formula}}
100 1. {{formula}} \log_{10}(1000) {{/formula}}
101 1. {{formula}} \log_{10}(50) {{/formula}}
102 1. {{formula}} \log_{0.1}(1000) {{/formula}}
103 1. {{formula}} \log_{10}(1) {{/formula}}
104 1. {{formula}} \log_{100}(10) {{/formula}}
105 1. {{formula}} \log_{10}(10) {{/formula}}
106 {{/aufgabe}}
107
108 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen lösen (graphisch versus rechnerisch)" afb="I" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe" cc="BY-SA" zeit="5"}}
109 (% class="abc" %)
110 Ermittle die Lösung der Gleichung {{formula}} 2^x = 5 {{/formula}} graphisch und rechnerisch.
111 {{/aufgabe}}
112
113 {{aufgabe id="Gleichungen gemeinsamer Form" afb="I" kompetenzen="K5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA" zeit="6"}}
114 Die Gleichungen sehen auf den ersten Blick unterschiedlich aus, weisen aber ähnliche Strukturen auf und können alle mithilfe der Substitution gelöst werden. Selbstverständlich gibt es für manche Teilaufgaben auch andere Lösungswege ohne Substitution.
115 (%class="abc"%)
116 1. (((
117 (%class="border slim"%)
118 |(%align="center" width="160"%){{formula}}x^{-2}-4x^{-1}+3=0{{/formula}}
119
120 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
121 ⬊|(%align="center" width="160"%){{formula}}x^{2e}-4x^e+3=0{{/formula}}
122
123 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
124 🠗|(%align="center" width="160"%){{formula}}e^{2x}-4e^x+3=0{{/formula}}
125
126 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
127
128 ||(%align="center"%){{formula}}u^2-4u+3=0{{/formula}}
129 (((
130 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
131 |
132
133
134 )))
135
136 {{formula}}u_1=\_\_\_\quad;\quad u_2=\_\_\_{{/formula}}|
137 |(%align="center"%)(((⬋
138 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
139 (((
140 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
141 |
142
143
144 )))
145 )))|(%align="center"%)(((🠗
146 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
147 (((
148 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
149 |
150
151
152 )))
153 )))|(%align="center"%)(((⬊
154 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
155 (((
156 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
157 |
158
159
160 )))
161 )))
162 )))
163 1. (((
164 (%class="border slim"%)
165 |(%align="center" width="160"%){{formula}}x^{-2}-3x^{-1}=0{{/formula}}
166
167 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
168 ⬊|(%align="center" width="160"%){{formula}}x^{2e}-3x^e=0{{/formula}}
169
170 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
171 🠗|(%align="center" width="160"%){{formula}}e^{2x}-3e^x=0{{/formula}}
172
173 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
174
175 ||(%align="center"%){{formula}}u^2-3u=0{{/formula}}
176 (((
177 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
178 |
179
180
181 )))
182
183 {{formula}}u_1=\_\_\_\quad;\quad u_2=\_\_\_{{/formula}}|
184 |(%align="center"%)(((⬋
185 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
186 (((
187 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
188 |
189
190
191 )))
192 )))|(%align="center"%)(((🠗
193 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
194 (((
195 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
196 |
197
198
199 )))
200 )))|(%align="center"%)(((⬊
201 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
202 (((
203 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
204 |
205
206
207 )))
208 )))
209 )))
210 1. (((
211 (%class="border slim"%)
212 |(%align="center" width="160"%){{formula}}x^{-2}-2x^{-1}+3=0{{/formula}}
213
214 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
215 ⬊|(%align="center" width="160"%){{formula}}x^{2e}-2x^e+3=0{{/formula}}
216
217 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
218 🠗|(%align="center" width="160"%){{formula}}e^{2x}-2e^x+3=0{{/formula}}
219
220 {{formula}}u:=\_\_\_{{/formula}}
221
222 ||(%align="center"%){{formula}}u^2-2u+3=0{{/formula}}
223 (((
224 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
225 |
226
227
228 )))
229
230 {{formula}}u_1=\_\_\_\quad;\quad u_2=\_\_\_{{/formula}}|
231 |(%align="center"%)(((⬋
232 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
233 (((
234 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
235 |
236
237
238 )))
239 )))|(%align="center"%)(((🠗
240 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
241 (((
242 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
243 |
244
245
246 )))
247 )))|(%align="center"%)(((⬊
248 {{formula}}\_\_\_:=u{{/formula}}
249 (((
250 (%class="border slim" style="width: 100%; margin-bottom: 0px"%)
251 |
252
253
254 )))
255 )))
256 )))
257 {{/aufgabe}}
258
259 {{aufgabe id="Gleichungstypen einstudieren" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Elke Hallmann, Martin Rathgeb, Dirk Tebbe, Martina Wagner" cc="BY-SA" zeit="20"}}
260 Bestimme die Lösung der folgenden Gleichungen:
261
262 (% class="border slim " %)
263 |Typ 1 (Umkehroperationen)|Typ 2 (Ausklammern)|Typ 3 (Substitution)
264 |{{formula}}x^2 = 2{{/formula}}|{{formula}}x^2-2x = 0{{/formula}}|{{formula}}x^4-40x^2+144 = 0{{/formula}}
265 |{{formula}}x^4 = e{{/formula}}|{{formula}}2x^e = x^{2e}{{/formula}}|{{formula}}x^{2e}+x^e+1 = 0{{/formula}}
266 |{{formula}}e^x = e{{/formula}}|{{formula}}2e^x = e^{2x}{{/formula}}|{{formula}}10^{6x}-2\cdot 10^{3x}+1 = 0{{/formula}}
267 |{{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}}
268 {{/aufgabe}}
269
270
271
272 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen" afb="I" kompetenzen="K5" quelle="Niklas Wunder" cc="BY-SA" zeit="5"}}
273 Bestimme die Lösungsmenge der folgenden Exponentialgleichungen
274 (% class="abc" %)
275 1. {{formula}} 3^{x+1}=81 {{/formula}}
276 1. {{formula}} 5^{2x}=25^{2x+2} {{/formula}}
277 1. {{formula}} 10^{x}=500{{/formula}}
278 1. {{formula}} 2^{x+3}=4^{x-1} {{/formula}}
279 {{/aufgabe}}
280
281 {{aufgabe id="Exponentialgleichungen graphisch" afb="II" kompetenzen="K4,K6" quelle="Niklas Wunder" cc="BY-SA" zeit="5"}}
282 Löse mit Hilfe der nebenstehenden Abbildung folgende Exponentialgleichungen näherungsweise. Hinweis: Ordne die linke und die rechte Seite der jeweiligen Gleichung passend den Funktionsgraphen zu.
283 (% class="abc" %)
284 1. {{formula}} 2^x=(\frac{3}{4})^x+2 {{/formula}}
285 1. {{formula}} 7-e^{x-3}=(\frac{3}{4})^x+2 {{/formula}}
286 1. {{formula}} 2^x=1{,}5^{x+2}-0{,}5 {{/formula}}
287 1. {{formula}} 7-e^{x-3}=4-\frac{1}{2}\,x {{/formula}}
288
289 [[image:ExpGlei.svg||width="600px"]]
290 {{/aufgabe}}
291
292 {{seitenreflexion/}}