Algebravorstufe Beispiele

$\frac{\frac{4 k^{2} - 3 k - 1}{4 k^{2} + 11 k + 7}}{\frac{16 k^{2} - 1}{4 k^{2} + 3 k - 7}}$

Schritt 1

Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.

$\frac{4 k^{2} - 3 k - 1}{4 k^{2} + 11 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 2

Faktorisiere durch Gruppieren.

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Schritt 2.1

Für ein Polynom der Form $a x^{2} + b x + c$ schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich $a \cdot c = 4 \cdot - 1 = - 4$ und deren Summe gleich $b = - 3$ ist.

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Schritt 2.1.1

Faktorisiere $- 3$ aus $- 3 k$ heraus.

$\frac{4 k^{2} - 3 (k) - 1}{4 k^{2} + 11 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 2.1.2

Schreibe $- 3$ um als $1$ plus $- 4$

$\frac{4 k^{2} + (1 - 4) k - 1}{4 k^{2} + 11 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 2.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{4 k^{2} + 1 k - 4 k - 1}{4 k^{2} + 11 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 2.1.4

Mutltipliziere $k$ mit $1$ .

$\frac{4 k^{2} + k - 4 k - 1}{4 k^{2} + 11 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 2.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.

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Schritt 2.2.1

Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.

$\frac{(4 k^{2} + k) - 4 k - 1}{4 k^{2} + 11 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 2.2.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.

$\frac{k (4 k + 1) - (4 k + 1)}{4 k^{2} + 11 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 2.3

Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, $4 k + 1$ .

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{4 k^{2} + 11 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 3

Faktorisiere durch Gruppieren.

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Schritt 3.1

Für ein Polynom der Form $a x^{2} + b x + c$ schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich $a \cdot c = 4 \cdot 7 = 28$ und deren Summe gleich $b = 11$ ist.

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Schritt 3.1.1

Faktorisiere $11$ aus $11 k$ heraus.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{4 k^{2} + 11 (k) + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 3.1.2

Schreibe $11$ um als $4$ plus $7$

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{4 k^{2} + (4 + 7) k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 3.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{4 k^{2} + 4 k + 7 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 3.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.

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Schritt 3.2.1

Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(4 k^{2} + 4 k) + 7 k + 7} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 3.2.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{4 k (k + 1) + 7 (k + 1)} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 3.3

Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, $k + 1$ .

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 4

Faktorisiere durch Gruppieren.

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Schritt 4.1

Für ein Polynom der Form $a x^{2} + b x + c$ schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich $a \cdot c = 4 \cdot - 7 = - 28$ und deren Summe gleich $b = 3$ ist.

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Schritt 4.1.1

Faktorisiere $3$ aus $3 k$ heraus.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{4 k^{2} + 3 (k) - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 4.1.2

Schreibe $3$ um als $- 4$ plus $7$

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{4 k^{2} + (- 4 + 7) k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 4.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{4 k^{2} - 4 k + 7 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 4.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.

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Schritt 4.2.1

Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{(4 k^{2} - 4 k) + 7 k - 7}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 4.2.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{4 k (k - 1) + 7 (k - 1)}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 4.3

Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, $k - 1$ .

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{(k - 1) (4 k + 7)}{16 k^{2} - 1}$

Schritt 5

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 5.1

Schreibe $16 k^{2}$ als ${(4 k)}^{2}$ um.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{(k - 1) (4 k + 7)}{{(4 k)}^{2} - 1}$

Schritt 5.2

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

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{(k - 1) (4 k + 7)}{{(4 k)}^{2} - 1^{2}}$

Schritt 5.3

Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , mit $a = 4 k$ und $b = 1$ .

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{(k - 1) (4 k + 7)}{(4 k + 1) (4 k - 1)}$

Schritt 6

Kürze den gemeinsamen Faktor von $4 k + 1$ .

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Schritt 6.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{(4 k + 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{(k - 1) (4 k + 7)}{(4 k + 1) (4 k - 1)}$

Schritt 6.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{k - 1}{(k + 1) (4 k + 7)} \cdot \frac{(k - 1) (4 k + 7)}{4 k - 1}$

Schritt 7

Kürze den gemeinsamen Faktor von $4 k + 7$ .

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Schritt 7.1

Faktorisiere $4 k + 7$ aus $(k + 1) (4 k + 7)$ heraus.

$\frac{k - 1}{(4 k + 7) (k + 1)} \cdot \frac{(k - 1) (4 k + 7)}{4 k - 1}$

Schritt 7.2

Faktorisiere $4 k + 7$ aus $(k - 1) (4 k + 7)$ heraus.

$\frac{k - 1}{(4 k + 7) (k + 1)} \cdot \frac{(4 k + 7) (k - 1)}{4 k - 1}$

Schritt 7.3

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{k - 1}{(4 k + 7) (k + 1)} \cdot \frac{(4 k + 7) (k - 1)}{4 k - 1}$

Schritt 7.4

Forme den Ausdruck um.

$\frac{k - 1}{k + 1} \cdot \frac{k - 1}{4 k - 1}$

Schritt 8

Mutltipliziere $\frac{k - 1}{k + 1}$ mit $\frac{k - 1}{4 k - 1}$ .

$\frac{(k - 1) (k - 1)}{(k + 1) (4 k - 1)}$

Schritt 9

Potenziere $k - 1$ mit $1$ .

$\frac{{(k - 1)}^{1} (k - 1)}{(k + 1) (4 k - 1)}$

Schritt 10

Potenziere $k - 1$ mit $1$ .

$\frac{{(k - 1)}^{1} {(k - 1)}^{1}}{(k + 1) (4 k - 1)}$

Schritt 11

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

$\frac{{(k - 1)}^{1 + 1}}{(k + 1) (4 k - 1)}$

Schritt 12

Addiere $1$ und $1$ .

$\frac{{(k - 1)}^{2}}{(k + 1) (4 k - 1)}$