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Bestimme die exakte Lösung der Gleichung \(7 + 3 \cdot \ln(2x - 4) = 13\). Gib zudem den Definitionsbereich der Gleichung an.
Denkanstöße
- Welche Werte dürfen in eine Logarithmusfunktion eingesetzt werden?
- Versuche zuerst, den Logarithmusausdruck alleine auf eine Seite der Gleichung zu bringen.
- Wie kann man einen natürlichen Logarithmus „rückgängig“ machen?
- Denke daran, am Ende zu prüfen, ob dein Ergebnis im erlaubten Bereich liegt.
Lösung
1. Definitionsbereich bestimmen: Das Argument des Logarithmus muss positiv sein, also \(2x - 4 > 0 \iff 2x > 4 \iff x > 2\). Somit ist \(D = \{x \in \mathbb{R} \mid x > 2\}\).
2. Gleichung nach dem Logarithmusterm isolieren: \(3 \cdot \ln(2x - 4) = 6 \iff \ln(2x - 4) = 2\).
3. Die Umkehrfunktion (Exponentialfunktion) anwenden: \(2x - 4 = e^2\).
4. Nach \(x\) auflösen: \(2x = e^2 + 4 \iff x = \frac{e^2}{2} + 2\).
5. Da \(e^2 > 0\), ist \(x = \frac{e^2}{2} + 2 > 2\), die Lösung liegt also im Definitionsbereich.
Antwort
\(D = ]2; \infty[\); \(x = \frac{e^2}{2} + 2\)
