Elementarmathematik Beispiele

$5 {(x^{6} + 1)}^{4} (6 x^{5}) {(3 x + 2)}^{3} + 3 {(3 x + 2)}^{2} (3) {(x^{6} + 1)}^{5}$

Schritt 1

Multipliziere $3 {(3 x + 2)}^{2}$ mit $3$ .

$5 {(x^{6} + 1)}^{4} (6 x^{5}) {(3 x + 2)}^{3} + 3 {(3 x + 2)}^{2} \cdot 3 {(x^{6} + 1)}^{5}$

Schritt 2

Faktorisiere ${(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2}$ aus $5 {(x^{6} + 1)}^{4} (6 x^{5}) {(3 x + 2)}^{3} + 3 {(3 x + 2)}^{2} \cdot 3 {(x^{6} + 1)}^{5}$ heraus.

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Schritt 2.1

Faktorisiere ${(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2}$ aus $5 {(x^{6} + 1)}^{4} (6 x^{5}) {(3 x + 2)}^{3}$ heraus.

${(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2)) + 3 {(3 x + 2)}^{2} \cdot 3 {(x^{6} + 1)}^{5}$

Schritt 2.2

Faktorisiere ${(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2}$ aus $3 {(3 x + 2)}^{2} \cdot 3 {(x^{6} + 1)}^{5}$ heraus.

${(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2)) + {(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (3 (x^{6} + 1))$

Schritt 2.3

Faktorisiere ${(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2}$ aus ${(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2)) + {(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (3 (x^{6} + 1))$ heraus.

${(x^{6} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 3

Schreibe $x^{6}$ als ${(x^{2})}^{3}$ um.

${({(x^{2})}^{3} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 4

Schreibe $1$ als $1^{3}$ um.

${({(x^{2})}^{3} + 1^{3})}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 5

Da beide Terme perfekte Terme zur dritten Potenz sind, faktorisiere mithilfe der Formel für die Summe kubischer Terme, $a^{3} + b^{3} = (a + b) (a^{2} - a b + b^{2})$ , wobei $a = x^{2}$ und $b = 1$ .

${((x^{2} + 1) ({(x^{2})}^{2} - x^{2} \cdot 1 + 1^{2}))}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 6

Vereinfache.

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Schritt 6.1

Multipliziere die Exponenten in ${(x^{2})}^{2}$ .

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Schritt 6.1.1

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

${((x^{2} + 1) (x^{2 \cdot 2} - x^{2} \cdot 1 + 1^{2}))}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 6.1.2

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

${((x^{2} + 1) (x^{4} - x^{2} \cdot 1 + 1^{2}))}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 6.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

${((x^{2} + 1) (x^{4} - x^{2} + 1^{2}))}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 6.3

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

${((x^{2} + 1) (x^{4} - x^{2} + 1))}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 7

Wende die Produktregel auf $(x^{2} + 1) (x^{4} - x^{2} + 1)$ an.

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (5 (2 x^{5}) (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 8

Mutltipliziere $2$ mit $5$ .

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (10 x^{5} (3 x + 2) + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 9

Wende das Distributivgesetz an.

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (10 x^{5} (3 x) + 10 x^{5} \cdot 2 + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 10

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (10 \cdot 3 x^{5} x + 10 x^{5} \cdot 2 + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 11

Mutltipliziere $2$ mit $10$ .

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (10 \cdot 3 x^{5} x + 20 x^{5} + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 12

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 12.1

Multipliziere $x^{5}$ mit $x$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 12.1.1

Bewege $x$ .

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (10 \cdot 3 (x \cdot x^{5}) + 20 x^{5} + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 12.1.2

Mutltipliziere $x$ mit $x^{5}$ .

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Schritt 12.1.2.1

Potenziere $x$ mit $1$ .

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (10 \cdot 3 (x^{1} x^{5}) + 20 x^{5} + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 12.1.2.2

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

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (10 \cdot 3 x^{1 + 5} + 20 x^{5} + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 12.1.3

Addiere $1$ und $5$ .

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (10 \cdot 3 x^{6} + 20 x^{5} + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 12.2

Mutltipliziere $10$ mit $3$ .

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (30 x^{6} + 20 x^{5} + 3 (x^{6} + 1))$

Schritt 13

Wende das Distributivgesetz an.

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (30 x^{6} + 20 x^{5} + 3 x^{6} + 3 \cdot 1)$

Schritt 14

Mutltipliziere $3$ mit $1$ .

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (30 x^{6} + 20 x^{5} + 3 x^{6} + 3)$

Schritt 15

Addiere $30 x^{6}$ und $3 x^{6}$ .

${(x^{2} + 1)}^{4} {(x^{4} - x^{2} + 1)}^{4} \cdot 3 {(3 x + 2)}^{2} (33 x^{6} + 20 x^{5} + 3)$