Elementarmathematik Beispiele

$2 x^{2} + 8 y^{2} = 16$

Schritt 1

Bestimme die Standardform der Ellipse.

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Schritt 1.1

Teile jeden Term durch $16$ , um die rechte Seite gleich Eins zu machen.

$\frac{2 x^{2}}{16} + \frac{8 y^{2}}{16} = \frac{16}{16}$

Schritt 1.2

Vereinfache jeden Term in der Gleichung, um die rechte Seite gleich $1$ zu setzen. Die Standardform einer Ellipse oder Hyperbel erfordert es, dass die rechte Seite der Gleichung gleich $1$ ist.

$\frac{x^{2}}{8} + \frac{y^{2}}{2} = 1$

Schritt 2

Dies ist die Form einer Ellipse. Benutze diese Form, um die Werte zu ermitteln, die verwendet werden, um den Mittelpunkt zusammen mit der Haupt- und Nebenachse der Ellipse zu bestimmen.

$\frac{{(x - h)}^{2}}{a^{2}} + \frac{{(y - k)}^{2}}{b^{2}} = 1$

Schritt 3

Gleiche die Werte in dieser Ellipse mit denen der Standardform ab. Die Variable $a$ stellt den Radius der Hauptachse der Ellipse dar, $b$ den Radius der Nebenachse der Ellipse, $h$ das x-Offset vom Ursprung und $k$ das y-Offset vom Ursprung.

$a = 2 \sqrt{2}$

$b = \sqrt{2}$

$k = 0$

$h = 0$

Schritt 4

Der Mittelpunkt einer Ellipse folgt der Form $(h, k)$ . Setze die Werte von $h$ und $k$ ein.

$(0, 0)$

Schritt 5

Berechne $c$ , den Abstand zwischen Mittelpunkt und Brennpunkt.

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Schritt 5.1

Ermittle den Abstand vom Mittelpunkt zu einem Brennpunkt der Ellipse durch Anwendung der folgenden Formel.

$\sqrt{a^{2} - b^{2}}$

Schritt 5.2

Ersetze die Werte von $a$ und $b$ in der Formel.

$\sqrt{{(2 \sqrt{2})}^{2} - {(\sqrt{2})}^{2}}$

Schritt 5.3

Vereinfache.

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Schritt 5.3.1

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 5.3.1.1

Wende die Produktregel auf $2 \sqrt{2}$ an.

$\sqrt{2^{2} {\sqrt{2}}^{2} - {(\sqrt{2})}^{2}}$

Schritt 5.3.1.2

Potenziere $2$ mit $2$ .

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

Schritt 5.3.2

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

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Schritt 5.3.2.1

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

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

Schritt 5.3.2.2

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

$\sqrt{4 \cdot 2^{\frac{1}{2} \cdot 2} - {(\sqrt{2})}^{2}}$

Schritt 5.3.2.3

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

$\sqrt{4 \cdot 2^{\frac{2}{2}} - {(\sqrt{2})}^{2}}$

Schritt 5.3.2.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 5.3.2.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\sqrt{4 \cdot 2^{\frac{2}{2}} - {(\sqrt{2})}^{2}}$

Schritt 5.3.2.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\sqrt{4 \cdot 2^{1} - {(\sqrt{2})}^{2}}$

Schritt 5.3.2.5

Berechne den Exponenten.

$\sqrt{4 \cdot 2 - {(\sqrt{2})}^{2}}$

Schritt 5.3.3

Mutltipliziere $4$ mit $2$ .

$\sqrt{8 - {(\sqrt{2})}^{2}}$

Schritt 5.3.4

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

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Schritt 5.3.4.1

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

$\sqrt{8 - {(2^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

Schritt 5.3.4.2

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

$\sqrt{8 - 2^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

Schritt 5.3.4.3

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

$\sqrt{8 - 2^{\frac{2}{2}}}$

Schritt 5.3.4.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 5.3.4.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\sqrt{8 - 2^{\frac{2}{2}}}$

Schritt 5.3.4.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\sqrt{8 - 2^{1}}$

Schritt 5.3.4.5

Berechne den Exponenten.

$\sqrt{8 - 1 \cdot 2}$

Schritt 5.3.5

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 5.3.5.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$\sqrt{8 - 2}$

Schritt 5.3.5.2

Subtrahiere $2$ von $8$ .

$\sqrt{6}$

Schritt 6

Finde die Scheitelpunkte.

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Schritt 6.1

Der erste Scheitelpunkt einer Ellipse kann durch Addieren von $a$ zu $h$ ermittelt werden.

$(h + a, k)$

Schritt 6.2

Setze die bekannten Werte von $h$ , $a$ und $k$ in die Formel ein.

$(0 + 2 \sqrt{2}, 0)$

Schritt 6.3

Vereinfache.

$(2 \sqrt{2}, 0)$

Schritt 6.4

The second vertex of an ellipse can be found by subtracting $a$ from $h$ .

$(h - a, k)$

Schritt 6.5

Setze die bekannten Werte von $h$ , $a$ und $k$ in die Formel ein.

$(0 - (2 \sqrt{2}), 0)$

Schritt 6.6

Vereinfache.

$(- 2 \sqrt{2}, 0)$

Schritt 6.7

Ellipsen haben zwei Scheitelpunkte.

${Vertex}_{1}$ : $(2 \sqrt{2}, 0)$

${Vertex}_{2}$ : $(- 2 \sqrt{2}, 0)$

${Vertex}_{1}$ : $(2 \sqrt{2}, 0)$

${Vertex}_{2}$ : $(- 2 \sqrt{2}, 0)$

Schritt 7

Ermittle die Brennpunkte.

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Schritt 7.1

Der erste Brennpunkt einer Ellipse kann durch Addieren von $c$ zu $h$ gefunden werden.

$(h + c, k)$

Schritt 7.2

Setze die bekannten Werte von $h$ , $c$ und $k$ in die Formel ein.

$(0 + \sqrt{6}, 0)$

Schritt 7.3

Vereinfache.

$(\sqrt{6}, 0)$

Schritt 7.4

Der zweite Brennpunkt einer Ellipse kann durch Subtrahieren von $c$ von $h$ ermittelt werden.

$(h - c, k)$

Schritt 7.5

Setze die bekannten Werte von $h$ , $c$ und $k$ in die Formel ein.

$(0 - (\sqrt{6}), 0)$

Schritt 7.6

Vereinfache.

$(- \sqrt{6}, 0)$

Schritt 7.7

Ellipsen haben zwei Brennpunkte.

${Focus}_{1}$ : $(\sqrt{6}, 0)$

${Focus}_{2}$ : $(- \sqrt{6}, 0)$

${Focus}_{1}$ : $(\sqrt{6}, 0)$

${Focus}_{2}$ : $(- \sqrt{6}, 0)$

Schritt 8

Ermittle die Exzentrizität.

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Schritt 8.1

Bestimme die Exzentrizität mittels der folgenden Formel.

$\frac{\sqrt{a^{2} - b^{2}}}{a}$

Schritt 8.2

Setze die Werte von $a$ und $b$ in die Formel ein.

$\frac{\sqrt{{(2 \sqrt{2})}^{2} - {(\sqrt{2})}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3

Vereinfache.

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Schritt 8.3.1

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 8.3.1.1

Wende die Produktregel auf $2 \sqrt{2}$ an.

$\frac{\sqrt{2^{2} {\sqrt{2}}^{2} - {\sqrt{2}}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.2

Potenziere $2$ mit $2$ .

$\frac{\sqrt{4 {\sqrt{2}}^{2} - {\sqrt{2}}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.3

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

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Schritt 8.3.1.3.1

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

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

Schritt 8.3.1.3.2

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

$\frac{\sqrt{4 \cdot 2^{\frac{1}{2} \cdot 2} - {\sqrt{2}}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.3.3

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

$\frac{\sqrt{4 \cdot 2^{\frac{2}{2}} - {\sqrt{2}}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.3.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 8.3.1.3.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{\sqrt{4 \cdot 2^{\frac{2}{2}} - {\sqrt{2}}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.3.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{\sqrt{4 \cdot 2^{1} - {\sqrt{2}}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.3.5

Berechne den Exponenten.

$\frac{\sqrt{4 \cdot 2 - {\sqrt{2}}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.4

Mutltipliziere $4$ mit $2$ .

$\frac{\sqrt{8 - {\sqrt{2}}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.5

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

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Schritt 8.3.1.5.1

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

$\frac{\sqrt{8 - {(2^{\frac{1}{2}})}^{2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.5.2

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

$\frac{\sqrt{8 - 2^{\frac{1}{2} \cdot 2}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.5.3

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

$\frac{\sqrt{8 - 2^{\frac{2}{2}}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.5.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 8.3.1.5.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{\sqrt{8 - 2^{\frac{2}{2}}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.5.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{\sqrt{8 - 2^{1}}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.5.5

Berechne den Exponenten.

$\frac{\sqrt{8 - 1 \cdot 2}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.6

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$\frac{\sqrt{8 - 2}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.1.7

Subtrahiere $2$ von $8$ .

$\frac{\sqrt{6}}{2 \sqrt{2}}$

Schritt 8.3.2

Vereinige $\sqrt{6}$ und $\sqrt{2}$ zu einer einzigen Wurzel.

$\frac{\sqrt{\frac{6}{2}}}{2}$

Schritt 8.3.3

Kürze den gemeinsamen Teiler von $6$ und $2$ .

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Schritt 8.3.3.1

Faktorisiere $2$ aus $6$ heraus.

$\frac{\sqrt{\frac{2 \cdot 3}{2}}}{2}$

Schritt 8.3.3.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 8.3.3.2.1

Faktorisiere $2$ aus $2$ heraus.

$\frac{\sqrt{\frac{2 \cdot 3}{2 (1)}}}{2}$

Schritt 8.3.3.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{\sqrt{\frac{2 \cdot 3}{2 \cdot 1}}}{2}$

Schritt 8.3.3.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{\sqrt{\frac{3}{1}}}{2}$

Schritt 8.3.3.2.4

Dividiere $3$ durch $1$ .

$\frac{\sqrt{3}}{2}$

Schritt 9

Diese Werte stellen die wichtigen Werte für die graphische Darstellung und Analyse einer Ellipse dar.

Mittelpunkt: $(0, 0)$

${Vertex}_{1}$ : $(2 \sqrt{2}, 0)$

${Vertex}_{2}$ : $(- 2 \sqrt{2}, 0)$

${Focus}_{1}$ : $(\sqrt{6}, 0)$

${Focus}_{2}$ : $(- \sqrt{6}, 0)$

Exzentrizität: $\frac{\sqrt{3}}{2}$

Schritt 10