Lösung 3.4:1b

Aus Online Mathematik Brückenkurs 1

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Beide Seiten der Gleichung sind positiv, nachdem <math>e^{x}</math> und <math>3^{-x}</math> für alle <math>x</math> positiv sind. Daher können wir beide Seiten logarithmieren
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{{Abgesetzte Formel||<math>\ln\bigl(13e^{x}\bigr) = \ln\bigl(2\cdot 3^{-x}\bigr)\,\textrm{.}</math>}}
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Wir benutzen die Logarithmusgesetze und erhalten
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{{Abgesetzte Formel||<math>\ln 13+\ln e^{x} =\ln 2+\ln 3^{-x}</math>}}
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{{Abgesetzte Formel||<math>\ln 13 + x\ln e = \ln 2 + (-x)\ln 3\,\textrm{.}</math>}}
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Wir schreiben alle <math>x</math>-Terme auf eine Seite:
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Dann verwenden wir, dass <math>\ln e=1</math>:
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Jetzt lösen wir die Gleichung für <math>x</math>:
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{{Abgesetzte Formel||<math>x=\frac{\ln 2-\ln 13}{1+\ln 3}\,\textrm{.}</math>}}
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Hinweis: Nachdem <math>\ln 2 < \ln 13</math>, können wir die Antwort als
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{{Abgesetzte Formel||<math>x=-\frac{\ln 13-\ln 2}{1+\ln 3}</math>}}
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schreiben, um zu zeigen, dass <math>x</math> negativ ist.

Aktuelle Version

Beide Seiten der Gleichung sind positiv, nachdem \displaystyle e^{x} und \displaystyle 3^{-x} für alle \displaystyle x positiv sind. Daher können wir beide Seiten logarithmieren

\displaystyle \ln\bigl(13e^{x}\bigr) = \ln\bigl(2\cdot 3^{-x}\bigr)\,\textrm{.}

Wir benutzen die Logarithmusgesetze und erhalten

\displaystyle \ln 13+\ln e^{x} =\ln 2+\ln 3^{-x}

und

\displaystyle \ln 13 + x\ln e = \ln 2 + (-x)\ln 3\,\textrm{.}

Wir schreiben alle \displaystyle x-Terme auf eine Seite:

\displaystyle x\ln e+x\ln 3=\ln 2-\ln 13\,\textrm{.}


Dann verwenden wir, dass \displaystyle \ln e=1:

\displaystyle x( 1+\ln 3)=\ln 2-\ln 13\,\textrm{.}

Jetzt lösen wir die Gleichung für \displaystyle x:

\displaystyle x=\frac{\ln 2-\ln 13}{1+\ln 3}\,\textrm{.}


Hinweis: Nachdem \displaystyle \ln 2 < \ln 13, können wir die Antwort als

\displaystyle x=-\frac{\ln 13-\ln 2}{1+\ln 3}

schreiben, um zu zeigen, dass \displaystyle x negativ ist.