Algebra Beispiele

$\frac{5}{x - 4} + 1 = \frac{40}{x^{2} - 16}$

Schritt 1

Bringe alle Terme, die nicht $x$ enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 1.1

Subtrahiere $1$ von beiden Seiten der Gleichung.

$\frac{5}{x - 4} = \frac{40}{x^{2} - 16} - 1$

Schritt 1.2

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 1.2.1

Schreibe $16$ als $4^{2}$ um.

$\frac{5}{x - 4} = \frac{40}{x^{2} - 4^{2}} - 1$

Schritt 1.2.2

Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , mit $a = x$ und $b = 4$ .

$\frac{5}{x - 4} = \frac{40}{(x + 4) (x - 4)} - 1$

Schritt 2

Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.

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Schritt 2.1

Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.

$x - 4, (x + 4) (x - 4), 1$

Schritt 2.2

Das kgV ist die kleinste positive Zahl, die von all den Zahlen ohne Rest geteilt wird.

1. Notiere die Primfaktoren für jede Zahl.

2. Multipliziere jeden Faktor so oft, wie er maximal in einer der Zahlen vorkommt.

Schritt 2.3

Die Zahl $1$ ist keine Primzahl, da sie nur einen positiven Teiler hat, sich selbst.

Nicht prim

Schritt 2.4

Das kgV von $1, 1, 1$ ist das Ergebnis, welches man erhält, wenn man alle Primfaktoren so oft multipliziert, wie sie maximal in einer der Zahlen vorkommen.

$1$

Schritt 2.5

Der Teiler von $x - 4$ ist $x - 4$ selbst.

$(x - 4) = x - 4$

$(x - 4)$ occurs $1$ time.

Schritt 2.6

Der Teiler von $x + 4$ ist $x + 4$ selbst.

$(x + 4) = x + 4$

$(x + 4)$ occurs $1$ time.

Schritt 2.7

Der Teiler von $x - 4$ ist $x - 4$ selbst.

$(x - 4) = x - 4$

$(x - 4)$ occurs $1$ time.

Schritt 2.8

Das kgV von $x - 4, x + 4, x - 4$ ist das Ergebnis, welches man erhält, wenn man alle Faktoren so oft multipliziert, wie sie maximal in einem der Terme vorkommen.

$(x - 4) (x + 4)$

Schritt 3

Multipliziere jeden Term in $\frac{5}{x - 4} = \frac{40}{(x + 4) (x - 4)} - 1$ mit $(x - 4) (x + 4)$ um die Brüche zu eliminieren.

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Schritt 3.1

Multipliziere jeden Term in $\frac{5}{x - 4} = \frac{40}{(x + 4) (x - 4)} - 1$ mit $(x - 4) (x + 4)$ .

$\frac{5}{x - 4} ((x - 4) (x + 4)) = \frac{40}{(x + 4) (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) - ((x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 3.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x - 4$ .

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Schritt 3.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{5}{x - 4} ((x - 4) (x + 4)) = \frac{40}{(x + 4) (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) - ((x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.2

Forme den Ausdruck um.

$5 (x + 4) = \frac{40}{(x + 4) (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) - ((x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.2

Wende das Distributivgesetz an.

$5 x + 5 \cdot 4 = \frac{40}{(x + 4) (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) - ((x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.3

Mutltipliziere $5$ mit $4$ .

$5 x + 20 = \frac{40}{(x + 4) (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) - ((x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.3.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $(x - 4) (x + 4)$ .

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Schritt 3.3.1.1.1

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

$5 x + 20 = \frac{40}{(x - 4) (x + 4) (1)} ((x - 4) (x + 4)) - ((x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.3.1.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$5 x + 20 = \frac{40}{(x - 4) (x + 4) \cdot 1} ((x - 4) (x + 4)) - ((x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.3.1.1.3

Forme den Ausdruck um.

$5 x + 20 = 40 - ((x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.3.1.2

Multipliziere $(x - 4) (x + 4)$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 3.3.1.2.1

Wende das Distributivgesetz an.

$5 x + 20 = 40 - (x (x + 4) - 4 (x + 4))$

Schritt 3.3.1.2.2

Wende das Distributivgesetz an.

$5 x + 20 = 40 - (x \cdot x + x \cdot 4 - 4 (x + 4))$

Schritt 3.3.1.2.3

Wende das Distributivgesetz an.

$5 x + 20 = 40 - (x \cdot x + x \cdot 4 - 4 x - 4 \cdot 4)$

Schritt 3.3.1.3

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $x \cdot x + x \cdot 4 - 4 x - 4 \cdot 4$ .

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Schritt 3.3.1.3.1

Ordne die Faktoren in den Termen $x \cdot 4$ und $- 4 x$ neu an.

$5 x + 20 = 40 - (x \cdot x + 4 x - 4 x - 4 \cdot 4)$

Schritt 3.3.1.3.2

Subtrahiere $4 x$ von $4 x$ .

$5 x + 20 = 40 - (x \cdot x + 0 - 4 \cdot 4)$

Schritt 3.3.1.3.3

Addiere $x \cdot x$ und $0$ .

$5 x + 20 = 40 - (x \cdot x - 4 \cdot 4)$

Schritt 3.3.1.4

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.3.1.4.1

Mutltipliziere $x$ mit $x$ .

$5 x + 20 = 40 - (x^{2} - 4 \cdot 4)$

Schritt 3.3.1.4.2

Mutltipliziere $- 4$ mit $4$ .

$5 x + 20 = 40 - (x^{2} - 16)$

Schritt 3.3.1.5

Wende das Distributivgesetz an.

$5 x + 20 = 40 - x^{2} - - 16$

Schritt 3.3.1.6

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 16$ .

$5 x + 20 = 40 - x^{2} + 16$

Schritt 3.3.2

Addiere $40$ und $16$ .

$5 x + 20 = - x^{2} + 56$

Schritt 4

Löse die Gleichung.

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Schritt 4.1

Addiere $x^{2}$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$5 x + 20 + x^{2} = 56$

Schritt 4.2

Subtrahiere $56$ von beiden Seiten der Gleichung.

$5 x + 20 + x^{2} - 56 = 0$

Schritt 4.3

Subtrahiere $56$ von $20$ .

$5 x + x^{2} - 36 = 0$

Schritt 4.4

Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 4.4.1

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

$5 u + u^{2} - 36 = 0$

Schritt 4.4.2

Faktorisiere $5 u + u^{2} - 36$ unter der Verwendung der AC-Methode.

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Schritt 4.4.2.1

Betrachte die Form $x^{2} + b x + c$ . Finde ein Paar ganzer Zahlen, deren Produkt $c$ und deren Summe $b$ ist. In diesem Fall, deren Produkt $- 36$ und deren Summe $5$ ist.

$- 4, 9$

Schritt 4.4.2.2

Schreibe die faktorisierte Form mithilfe dieser Ganzzahlen.

$(u - 4) (u + 9) = 0$

Schritt 4.4.3

Ersetze alle $u$ durch $x$ .

$(x - 4) (x + 9) = 0$

Schritt 4.5

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

$x - 4 = 0$

$x + 9 = 0$

Schritt 4.6

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

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Schritt 4.6.1

Setze $x - 4$ gleich $0$ .

$x - 4 = 0$

Schritt 4.6.2

Addiere $4$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$x = 4$

Schritt 4.7

Setze $x + 9$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 4.7.1

Setze $x + 9$ gleich $0$ .

$x + 9 = 0$

Schritt 4.7.2

Subtrahiere $9$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x = - 9$

Schritt 4.8

Die endgültige Lösung sind alle Werte, die $(x - 4) (x + 9) = 0$ wahr machen.

$x = 4, - 9$

Schritt 5

Schließe die Lösungen aus, die $\frac{5}{x - 4} + 1 = \frac{40}{x^{2} - 16}$ nicht erfüllen.

$x = - 9$