Elementarmathematik Beispiele

$20 x^{4} - x^{2} - 1$

Schritt 1

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

$20 {(x^{2})}^{2} - x^{2} - 1$

Schritt 2

Es sei $u = x^{2}$ . Ersetze $u$ für alle $x^{2}$ .

$20 u^{2} - u - 1$

Schritt 3

Faktorisiere durch Gruppieren.

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Schritt 3.1

Für ein Polynom der Form $a x^{2} + b x + c$ schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich $a \cdot c = 20 \cdot - 1 = - 20$ und deren Summe gleich $b = - 1$ ist.

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Schritt 3.1.1

Faktorisiere $- 1$ aus $- u$ heraus.

$20 u^{2} - (u) - 1$

Schritt 3.1.2

Schreibe $- 1$ um als $4$ plus $- 5$

$20 u^{2} + (4 - 5) u - 1$

Schritt 3.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$20 u^{2} + 4 u - 5 u - 1$

Schritt 3.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.

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Schritt 3.2.1

Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.

$(20 u^{2} + 4 u) - 5 u - 1$

Schritt 3.2.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.

$4 u (5 u + 1) - (5 u + 1)$

Schritt 3.3

Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, $5 u + 1$ .

$(5 u + 1) (4 u - 1)$

Schritt 4

Ersetze alle $u$ durch $x^{2}$ .

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

Schritt 5

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

$(5 x^{2} + 1) ({(2 x)}^{2} - 1)$

Schritt 6

Schreibe $1$ als $1^{2}$ um.

$(5 x^{2} + 1) ({(2 x)}^{2} - 1^{2})$

Schritt 7

Faktorisiere.

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Schritt 7.1

Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , mit $a = 2 x$ und $b = 1$ .

$(5 x^{2} + 1) ((2 x + 1) (2 x - 1))$

Schritt 7.2

Entferne unnötige Klammern.

$(5 x^{2} + 1) (2 x + 1) (2 x - 1)$