Algebra Beispiele

$\sqrt{2 x + 1} = 1 + 2 \sqrt{x}$

Schritt 1

Um die Wurzel auf der linken Seite der Gleichung zu entfernen, quadriere beide Seiten der Gleichung.

${\sqrt{2 x + 1}}^{2} = {(1 + 2 \sqrt{x})}^{2}$

Schritt 2

Vereinfache jede Seite der Gleichung.

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Schritt 2.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{2 x + 1}$ als ${(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

${({(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}})}^{2} = {(1 + 2 \sqrt{x})}^{2}$

Schritt 2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 2.2.1

Vereinfache ${({(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}})}^{2}$ .

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Schritt 2.2.1.1

Multipliziere die Exponenten in ${({(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}})}^{2}$ .

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Schritt 2.2.1.1.1

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

${(2 x + 1)}^{\frac{1}{2} \cdot 2} = {(1 + 2 \sqrt{x})}^{2}$

Schritt 2.2.1.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 2.2.1.1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

${(2 x + 1)}^{\frac{1}{2} \cdot 2} = {(1 + 2 \sqrt{x})}^{2}$

Schritt 2.2.1.1.2.2

Forme den Ausdruck um.

${(2 x + 1)}^{1} = {(1 + 2 \sqrt{x})}^{2}$

Schritt 2.2.1.2

Vereinfache.

$2 x + 1 = {(1 + 2 \sqrt{x})}^{2}$

Schritt 2.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 2.3.1

Vereinfache ${(1 + 2 \sqrt{x})}^{2}$ .

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Schritt 2.3.1.1

Schreibe ${(1 + 2 \sqrt{x})}^{2}$ als $(1 + 2 \sqrt{x}) (1 + 2 \sqrt{x})$ um.

$2 x + 1 = (1 + 2 \sqrt{x}) (1 + 2 \sqrt{x})$

Schritt 2.3.1.2

Multipliziere $(1 + 2 \sqrt{x}) (1 + 2 \sqrt{x})$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 2.3.1.2.1

Wende das Distributivgesetz an.

$2 x + 1 = 1 (1 + 2 \sqrt{x}) + 2 \sqrt{x} (1 + 2 \sqrt{x})$

Schritt 2.3.1.2.2

Wende das Distributivgesetz an.

$2 x + 1 = 1 \cdot 1 + 1 (2 \sqrt{x}) + 2 \sqrt{x} (1 + 2 \sqrt{x})$

Schritt 2.3.1.2.3

Wende das Distributivgesetz an.

$2 x + 1 = 1 \cdot 1 + 1 (2 \sqrt{x}) + 2 \sqrt{x} \cdot 1 + 2 \sqrt{x} (2 \sqrt{x})$

Schritt 2.3.1.3

Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.

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Schritt 2.3.1.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 2.3.1.3.1.1

Mutltipliziere $1$ mit $1$ .

$2 x + 1 = 1 + 1 (2 \sqrt{x}) + 2 \sqrt{x} \cdot 1 + 2 \sqrt{x} (2 \sqrt{x})$

Schritt 2.3.1.3.1.2

Mutltipliziere $2 \sqrt{x}$ mit $1$ .

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} \cdot 1 + 2 \sqrt{x} (2 \sqrt{x})$

Schritt 2.3.1.3.1.3

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} (2 \sqrt{x})$

Schritt 2.3.1.3.1.4

Multipliziere $2 \sqrt{x} (2 \sqrt{x})$ .

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Schritt 2.3.1.3.1.4.1

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 \sqrt{x} \sqrt{x}$

Schritt 2.3.1.3.1.4.2

Potenziere $\sqrt{x}$ mit $1$ .

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 ({\sqrt{x}}^{1} \sqrt{x})$

Schritt 2.3.1.3.1.4.3

Potenziere $\sqrt{x}$ mit $1$ .

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 ({\sqrt{x}}^{1} {\sqrt{x}}^{1})$

Schritt 2.3.1.3.1.4.4

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 {\sqrt{x}}^{1 + 1}$

Schritt 2.3.1.3.1.4.5

Addiere $1$ und $1$ .

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 {\sqrt{x}}^{2}$

Schritt 2.3.1.3.1.5

Schreibe ${\sqrt{x}}^{2}$ als $x$ um.

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Schritt 2.3.1.3.1.5.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{x}$ als $x^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 {(x^{\frac{1}{2}})}^{2}$

Schritt 2.3.1.3.1.5.2

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 x^{\frac{1}{2} \cdot 2}$

Schritt 2.3.1.3.1.5.3

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und $2$ .

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 x^{\frac{2}{2}}$

Schritt 2.3.1.3.1.5.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 2.3.1.3.1.5.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 x^{\frac{2}{2}}$

Schritt 2.3.1.3.1.5.4.2

Forme den Ausdruck um.

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 x^{1}$

Schritt 2.3.1.3.1.5.5

Vereinfache.

$2 x + 1 = 1 + 2 \sqrt{x} + 2 \sqrt{x} + 4 x$

Schritt 2.3.1.3.2

Addiere $2 \sqrt{x}$ und $2 \sqrt{x}$ .

$2 x + 1 = 1 + 4 \sqrt{x} + 4 x$

Schritt 3

Löse nach $4 \sqrt{x}$ auf.

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Schritt 3.1

Schreibe die Gleichung als $1 + 4 \sqrt{x} + 4 x = 2 x + 1$ um.

$1 + 4 \sqrt{x} + 4 x = 2 x + 1$

Schritt 3.2

Bringe alle Terme, die nicht $4 \sqrt{x}$ enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 3.2.1

Subtrahiere $1$ von beiden Seiten der Gleichung.

$4 \sqrt{x} + 4 x = 2 x + 1 - 1$

Schritt 3.2.2

Subtrahiere $4 x$ von beiden Seiten der Gleichung.

$4 \sqrt{x} = 2 x + 1 - 1 - 4 x$

Schritt 3.2.3

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $2 x + 1 - 1 - 4 x$ .

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Schritt 3.2.3.1

Subtrahiere $1$ von $1$ .

$4 \sqrt{x} = 2 x + 0 - 4 x$

Schritt 3.2.3.2

Addiere $2 x$ und $0$ .

$4 \sqrt{x} = 2 x - 4 x$

Schritt 3.2.4

Subtrahiere $4 x$ von $2 x$ .

$4 \sqrt{x} = - 2 x$

Schritt 4

Um die Wurzel auf der linken Seite der Gleichung zu entfernen, quadriere beide Seiten der Gleichung.

${(4 \sqrt{x})}^{2} = {(- 2 x)}^{2}$

Schritt 5

Vereinfache jede Seite der Gleichung.

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Schritt 5.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{x}$ als $x^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

${(4 x^{\frac{1}{2}})}^{2} = {(- 2 x)}^{2}$

Schritt 5.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 5.2.1

Vereinfache ${(4 x^{\frac{1}{2}})}^{2}$ .

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Schritt 5.2.1.1

Wende die Produktregel auf $4 x^{\frac{1}{2}}$ an.

$4^{2} {(x^{\frac{1}{2}})}^{2} = {(- 2 x)}^{2}$

Schritt 5.2.1.2

Potenziere $4$ mit $2$ .

$16 {(x^{\frac{1}{2}})}^{2} = {(- 2 x)}^{2}$

Schritt 5.2.1.3

Multipliziere die Exponenten in ${(x^{\frac{1}{2}})}^{2}$ .

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Schritt 5.2.1.3.1

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$16 x^{\frac{1}{2} \cdot 2} = {(- 2 x)}^{2}$

Schritt 5.2.1.3.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 5.2.1.3.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$16 x^{\frac{1}{2} \cdot 2} = {(- 2 x)}^{2}$

Schritt 5.2.1.3.2.2

Forme den Ausdruck um.

$16 x^{1} = {(- 2 x)}^{2}$

Schritt 5.2.1.4

Vereinfache.

$16 x = {(- 2 x)}^{2}$

Schritt 5.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 5.3.1

Vereinfache ${(- 2 x)}^{2}$ .

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Schritt 5.3.1.1

Wende die Produktregel auf $- 2 x$ an.

$16 x = {(- 2)}^{2} x^{2}$

Schritt 5.3.1.2

Potenziere $- 2$ mit $2$ .

$16 x = 4 x^{2}$

Schritt 6

Löse nach $x$ auf.

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Schritt 6.1

Subtrahiere $4 x^{2}$ von beiden Seiten der Gleichung.

$16 x - 4 x^{2} = 0$

Schritt 6.2

Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 6.2.1

Es sei $u = x$ . Ersetze $u$ für alle $x$ .

$16 u - 4 u^{2} = 0$

Schritt 6.2.2

Faktorisiere $4 u$ aus $16 u - 4 u^{2}$ heraus.

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Schritt 6.2.2.1

Faktorisiere $4 u$ aus $16 u$ heraus.

$4 u (4) - 4 u^{2} = 0$

Schritt 6.2.2.2

Faktorisiere $4 u$ aus $- 4 u^{2}$ heraus.

$4 u (4) + 4 u (- u) = 0$

Schritt 6.2.2.3

Faktorisiere $4 u$ aus $4 u (4) + 4 u (- u)$ heraus.

$4 u (4 - u) = 0$

Schritt 6.2.3

Ersetze alle $u$ durch $x$ .

$4 x (4 - x) = 0$

Schritt 6.3

Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich $0$ ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich $0$ .

$x = 0$

$4 - x = 0$

Schritt 6.4

Setze $x$ gleich $0$ .

$x = 0$

Schritt 6.5

Setze $4 - x$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 6.5.1

Setze $4 - x$ gleich $0$ .

$4 - x = 0$

Schritt 6.5.2

Löse $4 - x = 0$ nach $x$ auf.

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Schritt 6.5.2.1

Subtrahiere $4$ von beiden Seiten der Gleichung.

$- x = - 4$

Schritt 6.5.2.2

Teile jeden Ausdruck in $- x = - 4$ durch $- 1$ und vereinfache.

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Schritt 6.5.2.2.1

Teile jeden Ausdruck in $- x = - 4$ durch $- 1$ .

$\frac{- x}{- 1} = \frac{- 4}{- 1}$

Schritt 6.5.2.2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 6.5.2.2.2.1

Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.

$\frac{x}{1} = \frac{- 4}{- 1}$

Schritt 6.5.2.2.2.2

Dividiere $x$ durch $1$ .

$x = \frac{- 4}{- 1}$

Schritt 6.5.2.2.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 6.5.2.2.3.1

Dividiere $- 4$ durch $- 1$ .

$x = 4$

Schritt 6.6

Die endgültige Lösung sind alle Werte, die $4 x (4 - x) = 0$ wahr machen.

$x = 0, 4$

Schritt 7

Schließe die Lösungen aus, die $\sqrt{2 x + 1} = 1 + 2 \sqrt{x}$ nicht erfüllen.

$x = 0$