Elementarmathematik Beispiele

$2 \cos (3 x) = 1$

Schritt 1

Teile jeden Ausdruck in $2 \cos (3 x) = 1$ durch $2$ und vereinfache.

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Schritt 1.1

Teile jeden Ausdruck in $2 \cos (3 x) = 1$ durch $2$ .

$\frac{2 \cos (3 x)}{2} = \frac{1}{2}$

Schritt 1.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 1.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 \cos (3 x)}{2} = \frac{1}{2}$

Schritt 1.2.1.2

Dividiere $\cos (3 x)$ durch $1$ .

$\cos (3 x) = \frac{1}{2}$

Schritt 2

Wende den inversen Kosinus auf beide Seiten der Gleichung an, um $x$ aus dem Kosinus herauszuziehen.

$3 x = \arccos (\frac{1}{2})$

Schritt 3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.1

Der genau Wert von $\arccos (\frac{1}{2})$ ist $\frac{π}{3}$ .

$3 x = \frac{π}{3}$

Schritt 4

Teile jeden Ausdruck in $3 x = \frac{π}{3}$ durch $3$ und vereinfache.

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Schritt 4.1

Teile jeden Ausdruck in $3 x = \frac{π}{3}$ durch $3$ .

$\frac{3 x}{3} = \frac{\frac{π}{3}}{3}$

Schritt 4.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 4.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $3$ .

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Schritt 4.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{3 x}{3} = \frac{\frac{π}{3}}{3}$

Schritt 4.2.1.2

Dividiere $x$ durch $1$ .

$x = \frac{\frac{π}{3}}{3}$

Schritt 4.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 4.3.1

Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.

$x = \frac{π}{3} \cdot \frac{1}{3}$

Schritt 4.3.2

Multipliziere $\frac{π}{3} \cdot \frac{1}{3}$ .

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Schritt 4.3.2.1

Mutltipliziere $\frac{π}{3}$ mit $\frac{1}{3}$ .

$x = \frac{π}{3 \cdot 3}$

Schritt 4.3.2.2

Mutltipliziere $3$ mit $3$ .

$x = \frac{π}{9}$

Schritt 5

Die Kosinusfunktion ist positiv im ersten und vierten Quadranten. Um die zweite Lösung zu finden, subtrahiere den Referenzwinkel von $2 π$ , um die Lösung im vierten Quadranten zu finden.

$3 x = 2 π - \frac{π}{3}$

Schritt 6

Löse nach $x$ auf.

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Schritt 6.1

Vereinfache.

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Schritt 6.1.1

Um $2 π$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{3}{3}$ .

$3 x = 2 π \cdot \frac{3}{3} - \frac{π}{3}$

Schritt 6.1.2

Kombiniere $2 π$ und $\frac{3}{3}$ .

$3 x = \frac{2 π \cdot 3}{3} - \frac{π}{3}$

Schritt 6.1.3

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$3 x = \frac{2 π \cdot 3 - π}{3}$

Schritt 6.1.4

Mutltipliziere $3$ mit $2$ .

$3 x = \frac{6 π - π}{3}$

Schritt 6.1.5

Subtrahiere $π$ von $6 π$ .

$3 x = \frac{5 π}{3}$

Schritt 6.2

Teile jeden Ausdruck in $3 x = \frac{5 π}{3}$ durch $3$ und vereinfache.

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Schritt 6.2.1

Teile jeden Ausdruck in $3 x = \frac{5 π}{3}$ durch $3$ .

$\frac{3 x}{3} = \frac{\frac{5 π}{3}}{3}$

Schritt 6.2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 6.2.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $3$ .

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Schritt 6.2.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{3 x}{3} = \frac{\frac{5 π}{3}}{3}$

Schritt 6.2.2.1.2

Dividiere $x$ durch $1$ .

$x = \frac{\frac{5 π}{3}}{3}$

Schritt 6.2.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 6.2.3.1

Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.

$x = \frac{5 π}{3} \cdot \frac{1}{3}$

Schritt 6.2.3.2

Multipliziere $\frac{5 π}{3} \cdot \frac{1}{3}$ .

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Schritt 6.2.3.2.1

Mutltipliziere $\frac{5 π}{3}$ mit $\frac{1}{3}$ .

$x = \frac{5 π}{3 \cdot 3}$

Schritt 6.2.3.2.2

Mutltipliziere $3$ mit $3$ .

$x = \frac{5 π}{9}$

Schritt 7

Ermittele die Periode von $\cos (3 x)$ .

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Schritt 7.1

Die Periode der Funktion kann mithilfe von $\frac{2 π}{| b |}$ berechnet werden.

$\frac{2 π}{| b |}$

Schritt 7.2

Ersetze $b$ durch $3$ in der Formel für die Periode.

$\frac{2 π}{| 3 |}$

Schritt 7.3

Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen $0$ und $3$ ist $3$ .

$\frac{2 π}{3}$

Schritt 8

Die Periode der Funktion $\cos (3 x)$ ist $\frac{2 π}{3}$ , d. h., Werte werden sich alle $\frac{2 π}{3}$ rad in beide Richtungen wiederholen.

$x = \frac{π}{9} + \frac{2 π n}{3}, \frac{5 π}{9} + \frac{2 π n}{3}$ , für jede ganze Zahl $n$