Elementarmathematik Beispiele

$y^{2} = 1 - 25 x^{2}$

Schritt 1

Bestimme die Standardform der Ellipse.

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Schritt 1.1

Bringe alle Terme, die Variablen enthalten, auf die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 1.1.1

Addiere $25 x^{2}$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$y^{2} + 25 x^{2} = 1$

Schritt 1.1.2

Stelle $y^{2}$ und $25 x^{2}$ um.

$25 x^{2} + y^{2} = 1$

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.

$\frac{x^{2}}{\frac{1}{25}} + y^{2} = 1$

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.

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

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.

$a = 1$

$b = \frac{1}{5}$

$k = 0$

$h = 0$

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.

$\sqrt{{(1)}^{2} - {(\frac{1}{5})}^{2}}$

Schritt 5.3

Vereinfache.

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Schritt 5.3.1

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\sqrt{1 - {(\frac{1}{5})}^{2}}$

Schritt 5.3.2

Wende die Produktregel auf $\frac{1}{5}$ an.

$\sqrt{1 - \frac{1^{2}}{5^{2}}}$

Schritt 5.3.3

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\sqrt{1 - \frac{1}{5^{2}}}$

Schritt 5.3.4

Potenziere $5$ mit $2$ .

$\sqrt{1 - \frac{1}{25}}$

Schritt 5.3.5

Schreibe $1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.

$\sqrt{\frac{25}{25} - \frac{1}{25}}$

Schritt 5.3.6

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\sqrt{\frac{25 - 1}{25}}$

Schritt 5.3.7

Subtrahiere $1$ von $25$ .

$\sqrt{\frac{24}{25}}$

Schritt 5.3.8

Schreibe $\sqrt{\frac{24}{25}}$ als $\frac{\sqrt{24}}{\sqrt{25}}$ um.

$\frac{\sqrt{24}}{\sqrt{25}}$

Schritt 5.3.9

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 5.3.9.1

Schreibe $24$ als $2^{2} \cdot 6$ um.

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Schritt 5.3.9.1.1

Faktorisiere $4$ aus $24$ heraus.

$\frac{\sqrt{4 (6)}}{\sqrt{25}}$

Schritt 5.3.9.1.2

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

$\frac{\sqrt{2^{2} \cdot 6}}{\sqrt{25}}$

Schritt 5.3.9.2

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.

$\frac{2 \sqrt{6}}{\sqrt{25}}$

Schritt 5.3.10

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 5.3.10.1

Schreibe $25$ als $5^{2}$ um.

$\frac{2 \sqrt{6}}{\sqrt{5^{2}}}$

Schritt 5.3.10.2

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.

$\frac{2 \sqrt{6}}{5}$

Schritt 6

Finde die Scheitelpunkte.

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Schritt 6.1

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

$(h, k + a)$

Schritt 6.2

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

$(0, 0 + 1)$

Schritt 6.3

Vereinfache.

$(0, 1)$

Schritt 6.4

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

$(h, k - a)$

Schritt 6.5

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

$(0, 0 - (1))$

Schritt 6.6

Vereinfache.

$(0, - 1)$

Schritt 6.7

Ellipsen haben zwei Scheitelpunkte.

${Vertex}_{1}$ : $(0, 1)$

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

${Vertex}_{1}$ : $(0, 1)$

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

Schritt 7

Ermittle die Brennpunkte.

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Schritt 7.1

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

$(h, k + c)$

Schritt 7.2

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

$(0, 0 + \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

Schritt 7.3

Vereinfache.

$(0, \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

Schritt 7.4

Der erste Brennpunkt einer Ellipse kann durch Subtrahieren von $c$ von $k$ gefunden werden.

$(h, k - c)$

Schritt 7.5

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

$(0, 0 - (\frac{2 \sqrt{6}}{5}))$

Schritt 7.6

Vereinfache.

$(0, - \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

Schritt 7.7

Ellipsen haben zwei Brennpunkte.

${Focus}_{1}$ : $(0, \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

${Focus}_{2}$ : $(0, - \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

${Focus}_{1}$ : $(0, \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

${Focus}_{2}$ : $(0, - \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

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.

$\frac{\sqrt{{(1)}^{2} - {(\frac{1}{5})}^{2}}}{1}$

Schritt 8.3

Vereinfache.

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Schritt 8.3.1

Dividiere $\sqrt{{(1)}^{2} - {(\frac{1}{5})}^{2}}$ durch $1$ .

$\sqrt{{(1)}^{2} - {(\frac{1}{5})}^{2}}$

Schritt 8.3.2

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\sqrt{1 - {(\frac{1}{5})}^{2}}$

Schritt 8.3.3

Wende die Produktregel auf $\frac{1}{5}$ an.

$\sqrt{1 - \frac{1^{2}}{5^{2}}}$

Schritt 8.3.4

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\sqrt{1 - \frac{1}{5^{2}}}$

Schritt 8.3.5

Potenziere $5$ mit $2$ .

$\sqrt{1 - \frac{1}{25}}$

Schritt 8.3.6

Schreibe $1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.

$\sqrt{\frac{25}{25} - \frac{1}{25}}$

Schritt 8.3.7

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\sqrt{\frac{25 - 1}{25}}$

Schritt 8.3.8

Subtrahiere $1$ von $25$ .

$\sqrt{\frac{24}{25}}$

Schritt 8.3.9

Schreibe $\sqrt{\frac{24}{25}}$ als $\frac{\sqrt{24}}{\sqrt{25}}$ um.

$\frac{\sqrt{24}}{\sqrt{25}}$

Schritt 8.3.10

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 8.3.10.1

Schreibe $24$ als $2^{2} \cdot 6$ um.

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Schritt 8.3.10.1.1

Faktorisiere $4$ aus $24$ heraus.

$\frac{\sqrt{4 (6)}}{\sqrt{25}}$

Schritt 8.3.10.1.2

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

$\frac{\sqrt{2^{2} \cdot 6}}{\sqrt{25}}$

Schritt 8.3.10.2

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.

$\frac{2 \sqrt{6}}{\sqrt{25}}$

Schritt 8.3.11

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 8.3.11.1

Schreibe $25$ als $5^{2}$ um.

$\frac{2 \sqrt{6}}{\sqrt{5^{2}}}$

Schritt 8.3.11.2

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.

$\frac{2 \sqrt{6}}{5}$

Schritt 9

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

Mittelpunkt: $(0, 0)$

${Vertex}_{1}$ : $(0, 1)$

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

${Focus}_{1}$ : $(0, \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

${Focus}_{2}$ : $(0, - \frac{2 \sqrt{6}}{5})$

Exzentrizität: $\frac{2 \sqrt{6}}{5}$

Schritt 10