Nunja, sagt ja niemand, dass Du alles substituieren musst. Muss halt nur sinnvoll sein. Und hier ist es sinnvoll ln(x) = z zu wählen.
Bei Deiner Substitution ist es auch möglich, dass das funktioniert. Habe es nur mal kurz angeschaut, aber das ist mir verglichen zu meinem Vorschlag viiieeell zu kompliziert :D.