Algebravorstufe Beispiele

$\frac{x^{4} - 1}{x^{4} - 81} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 1

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 1.1

Schreibe $x^{4}$ als ${(x^{2})}^{2}$ um.

$\frac{{(x^{2})}^{2} - 1}{x^{4} - 81} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 1.2

Schreibe $1$ als $1^{2}$ um.

$\frac{{(x^{2})}^{2} - 1^{2}}{x^{4} - 81} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 1.3

Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , mit $a = x^{2}$ und $b = 1$ .

$\frac{(x^{2} + 1) (x^{2} - 1)}{x^{4} - 81} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 1.4

Vereinfache.

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Schritt 1.4.1

Schreibe $1$ als $1^{2}$ um.

$\frac{(x^{2} + 1) (x^{2} - 1^{2})}{x^{4} - 81} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 1.4.2

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 $b = 1$ .

$\frac{(x^{2} + 1) (x + 1) (x - 1)}{x^{4} - 81} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 2

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 2.1

Schreibe $x^{4}$ als ${(x^{2})}^{2}$ um.

$\frac{(x^{2} + 1) (x + 1) (x - 1)}{{(x^{2})}^{2} - 81} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 2.2

Schreibe $81$ als $9^{2}$ um.

$\frac{(x^{2} + 1) (x + 1) (x - 1)}{{(x^{2})}^{2} - 9^{2}} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 2.3

Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , mit $a = x^{2}$ und $b = 9$ .

$\frac{(x^{2} + 1) (x + 1) (x - 1)}{(x^{2} + 9) (x^{2} - 9)} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 2.4

Vereinfache.

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Schritt 2.4.1

Schreibe $9$ als $3^{2}$ um.

$\frac{(x^{2} + 1) (x + 1) (x - 1)}{(x^{2} + 9) (x^{2} - 3^{2})} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 2.4.2

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 $b = 3$ .

$\frac{(x^{2} + 1) (x + 1) (x - 1)}{(x^{2} + 9) (x + 3) (x - 3)} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 3

Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x^{2} + 1$ .

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Schritt 3.1.1

Faktorisiere $x^{2} + 1$ aus $(x^{2} + 1) (x + 1) (x - 1)$ heraus.

$\frac{(x^{2} + 1) ((x + 1) (x - 1))}{(x^{2} + 9) (x + 3) (x - 3)} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 3.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{(x^{2} + 1) ((x + 1) (x - 1))}{(x^{2} + 9) (x + 3) (x - 3)} \cdot \frac{x^{2} + 9}{x^{2} + 1}$

Schritt 3.1.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{(x + 1) (x - 1)}{(x^{2} + 9) (x + 3) (x - 3)} \cdot (x^{2} + 9)$

Schritt 3.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x^{2} + 9$ .

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Schritt 3.2.1

Faktorisiere $x^{2} + 9$ aus $(x^{2} + 9) (x + 3) (x - 3)$ heraus.

$\frac{(x + 1) (x - 1)}{(x^{2} + 9) ((x + 3) (x - 3))} \cdot (x^{2} + 9)$

Schritt 3.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{(x + 1) (x - 1)}{(x^{2} + 9) ((x + 3) (x - 3))} \cdot (x^{2} + 9)$

Schritt 3.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{(x + 1) (x - 1)}{(x + 3) (x - 3)}$