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Mathe

Exponentialgleichungen mit dem Logarithmus lösen

Mit dem Logarithmus löst du jede Exponentialgleichung bˣ = c mit positivem c. Du formst zuerst um und rechnest dann mit dem Taschenrechner.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 10
  • Niveau: Plus

Das lernst du heute

  • Ich löse bˣ = c mit x = log(c) : log(b).
  • Ich isoliere die Potenz, wenn ein Faktor davor steht.
  • Ich mache eine Probe.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Logarithmen mit dem Taschenrechner, Schritt für Schritt umformen

Die Gleichung bˣ = c löst du mit dem Logarithmus: x = log_b(c). Mit dem Taschenrechner heißt das x = log(c) : log(b).

Beispiel: 3ˣ = 200. Dann ist x = log(200) : log(3) ≈ 2,30103 : 0,47712 ≈ 4,82. Das passt zur Einschachtelung zwischen 4 und 5.

Steht vor der Potenz ein Faktor, teilst du zuerst durch ihn. Beispiel: 5 · 2ˣ = 320. Teile durch 5: 2ˣ = 64. Dann ist x = log(64) : log(2) = 6.

So gehst du vor: 1. Potenz allein auf eine Seite bringen. 2. Logarithmus rechnen: x = log(c) : log(b). 3. Runden. 4. Probe: Setze x in die Gleichung ein.

Zuerst die Potenz allein stellen, dann den Logarithmus rechnen.
GleichungUmformungLösung
3ˣ = 200x = log(200) : log(3)x ≈ 4,8
5 · 2ˣ = 3202ˣ = 64, x = log(64) : log(2)x = 6
1,5ˣ = 100x = log(100) : log(1,5)x ≈ 11,4

5 · 2ˣ = 160 lösen

  1. Teile durch 5: 2ˣ = 32.
  2. x = log(32) : log(2).
  3. log(32) ≈ 1,50515 und log(2) ≈ 0,30103.
  4. 1,50515 : 0,30103 = 5.
  5. Probe: 5 · 2⁵ = 5 · 32 = 160.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Erst durch den Faktor teilen.

Dann x = log(c) : log(b).

Dann Probe.

Ein Beispiel

Beispiel

Du suchst, wie oft sich eine Kultur verdoppeln muss, um 1 000 Zellen zu erreichen. Du löst 2ˣ = 1 000 mit dem Logarithmus.

Schritt für Schritt

Wir lösen 4 · 3ˣ = 324

  1. Teile durch 4: 3ˣ = 81.
  2. x = log(81) : log(3).
  3. log(81) ≈ 1,90849 und log(3) ≈ 0,47712.
  4. 1,90849 : 0,47712 = 4.
  5. Probe: 4 · 3⁴ = 4 · 81 = 324.

Mit einem Bild erklärt

SchrittGleichung
Start4 · 3ˣ = 324
durch 43ˣ = 81
Logarithmusx = log(81) : log(3) = 4

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Löse 2ˣ = 1 024.

Zeig mir den ersten Schritt

x = log(1 024) : log(2).

Lösung ansehen

Lösung: 10

log(1 024) ≈ 3,0103, log(2) ≈ 0,30103. Der Quotient ist 10.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Löse 4 · 3ˣ = 324.

Zeig mir den ersten Schritt

Teile zuerst durch 4.

Lösung ansehen

Lösung: 4

3ˣ = 81, also x = 4.

Tipp: Bringe die Potenz zuerst allein auf eine Seite. Erst dann benutzt du den Logarithmus.

Merksatz: bˣ = c hat die Lösung x = log(c) : log(b). Steht ein Faktor vor der Potenz, teilst du zuerst durch ihn.

Typischer Fehler: Viele rechnen bei 5 · 2ˣ = 320 sofort log(320) : log(2). Das ignoriert die 5. Teile zuerst durch 5. Erst dann gilt 2ˣ = 64.

Prüfen

Mini-Quiz

5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Löse 5 · 2ˣ = 160.

Zeig mir den ersten Schritt

Teile zuerst durch 5. Dann gilt 2ˣ = 32.

Lösung ansehen

Lösung: 5

x = log(32) : log(2) = 5.

Frage 2 Löse 2ˣ = 512.

Zeig mir den ersten Schritt

x = log(512) : log(2).

Lösung ansehen

Lösung: 9

2⁹ = 512.

Frage 3 Löse 3ˣ = 100. Runde auf eine Nachkommastelle.

Zeig mir den ersten Schritt

x = log(100) : log(3).

Lösung ansehen

Lösung: 4,2

2 : 0,47712 ≈ 4,19, also 4,2.

Frage 4 Wie lautet der erste Schritt bei 5 · 2ˣ = 320?
Lösung ansehen

Lösung: durch 5 teilen

Frage 5 Bei 5 · 2ˣ = 320 darf man zuerst durch 5 teilen.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Geschafft

Du löst bˣ = c mit x = log(c) : log(b). Vor dem Logarithmus musst du die Potenz allein stellen.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Exponentialgleichungen und Logarithmus

Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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