Elementarmathematik Beispiele

$f (x) = x^{5} - 16 x$

Schritt 1

Setze $x^{5} - 16 x$ gleich $0$ .

$x^{5} - 16 x = 0$

Schritt 2

Löse nach $x$ auf.

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Schritt 2.1

Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 2.1.1

Faktorisiere $x$ aus $x^{5} - 16 x$ heraus.

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Schritt 2.1.1.1

Faktorisiere $x$ aus $x^{5}$ heraus.

$x \cdot x^{4} - 16 x = 0$

Schritt 2.1.1.2

Faktorisiere $x$ aus $- 16 x$ heraus.

$x \cdot x^{4} + x \cdot - 16 = 0$

Schritt 2.1.1.3

Faktorisiere $x$ aus $x \cdot x^{4} + x \cdot - 16$ heraus.

$x (x^{4} - 16) = 0$

Schritt 2.1.2

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

$x ({(x^{2})}^{2} - 16) = 0$

Schritt 2.1.3

Schreibe $16$ als $4^{2}$ um.

$x ({(x^{2})}^{2} - 4^{2}) = 0$

Schritt 2.1.4

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 $b = 4$ .

$x ((x^{2} + 4) (x^{2} - 4)) = 0$

Schritt 2.1.5

Faktorisiere.

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Schritt 2.1.5.1

Vereinfache.

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Schritt 2.1.5.1.1

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

$x ((x^{2} + 4) (x^{2} - 2^{2})) = 0$

Schritt 2.1.5.1.2

Faktorisiere.

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Schritt 2.1.5.1.2.1

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 $b = 2$ .

$x ((x^{2} + 4) ((x + 2) (x - 2))) = 0$

Schritt 2.1.5.1.2.2

Entferne unnötige Klammern.

$x ((x^{2} + 4) (x + 2) (x - 2)) = 0$

Schritt 2.1.5.2

Entferne unnötige Klammern.

$x (x^{2} + 4) (x + 2) (x - 2) = 0$

Schritt 2.2

Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich $0$ ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich $0$ .

$x = 0$

$x^{2} + 4 = 0$

$x + 2 = 0$

$x - 2 = 0$

Schritt 2.3

Setze $x$ gleich $0$ .

$x = 0$

Schritt 2.4

Setze $x^{2} + 4$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 2.4.1

Setze $x^{2} + 4$ gleich $0$ .

$x^{2} + 4 = 0$

Schritt 2.4.2

Löse $x^{2} + 4 = 0$ nach $x$ auf.

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Schritt 2.4.2.1

Subtrahiere $4$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x^{2} = - 4$

Schritt 2.4.2.2

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{- 4}$

Schritt 2.4.2.3

Vereinfache $\pm \sqrt{- 4}$ .

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Schritt 2.4.2.3.1

Schreibe $- 4$ als $- 1 (4)$ um.

$x = \pm \sqrt{- 1 (4)}$

Schritt 2.4.2.3.2

Schreibe $\sqrt{- 1 (4)}$ als $\sqrt{- 1} \cdot \sqrt{4}$ um.

$x = \pm \sqrt{- 1} \cdot \sqrt{4}$

Schritt 2.4.2.3.3

Schreibe $\sqrt{- 1}$ als $i$ um.

$x = \pm i \cdot \sqrt{4}$

Schritt 2.4.2.3.4

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

$x = \pm i \cdot \sqrt{2^{2}}$

Schritt 2.4.2.3.5

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

$x = \pm i \cdot 2$

Schritt 2.4.2.3.6

Bringe $2$ auf die linke Seite von $i$ .

$x = \pm 2 i$

Schritt 2.4.2.4

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

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Schritt 2.4.2.4.1

Verwende zunächst den positiven Wert des $\pm$ , um die erste Lösung zu finden.

$x = 2 i$

Schritt 2.4.2.4.2

Als Nächstes verwende den negativen Wert von $\pm$ , um die zweite Lösung zu finden.

$x = - 2 i$

Schritt 2.4.2.4.3

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

$x = 2 i, - 2 i$

Schritt 2.5

Setze $x + 2$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 2.5.1

Setze $x + 2$ gleich $0$ .

$x + 2 = 0$

Schritt 2.5.2

Subtrahiere $2$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x = - 2$

Schritt 2.6

Setze $x - 2$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 2.6.1

Setze $x - 2$ gleich $0$ .

$x - 2 = 0$

Schritt 2.6.2

Addiere $2$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$x = 2$

Schritt 2.7

Die endgültige Lösung sind alle Werte, die $x (x^{2} + 4) (x + 2) (x - 2) = 0$ wahr machen.

$x = 0, 2 i, - 2 i, - 2, 2$

Schritt 3