Elementarmathematik Beispiele

$\frac{x}{5 x - 20} + \frac{4}{x^{2} - 16} = \frac{1}{5}$

Schritt 1

Faktorisiere jeden Term.

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Schritt 1.1

Faktorisiere $5$ aus $5 x - 20$ heraus.

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Schritt 1.1.1

Faktorisiere $5$ aus $5 x$ heraus.

$\frac{x}{5 (x) - 20} + \frac{4}{x^{2} - 16} = \frac{1}{5}$

Schritt 1.1.2

Faktorisiere $5$ aus $- 20$ heraus.

$\frac{x}{5 x + 5 \cdot - 4} + \frac{4}{x^{2} - 16} = \frac{1}{5}$

Schritt 1.1.3

Faktorisiere $5$ aus $5 x + 5 \cdot - 4$ heraus.

$\frac{x}{5 (x - 4)} + \frac{4}{x^{2} - 16} = \frac{1}{5}$

Schritt 1.2

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

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

Schritt 1.3

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 $b = 4$ .

$\frac{x}{5 (x - 4)} + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} = \frac{1}{5}$

Schritt 2

Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.

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Schritt 2.1

Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.

$5 (x - 4), (x + 4) (x - 4), 5$

Schritt 2.2

Das kgV ist die kleinste positive Zahl, die von all den Zahlen ohne Rest geteilt wird.

1. Notiere die Primfaktoren für jede Zahl.

2. Multipliziere jeden Faktor so oft, wie er maximal in einer der Zahlen vorkommt.

Schritt 2.3

Da $5$ keine Teiler außer $1$ und $5$ hat.

$5$ ist eine Primzahl

Schritt 2.4

Die Zahl $1$ ist keine Primzahl, da sie nur einen positiven Teiler hat, sich selbst.

Nicht prim

Schritt 2.5

Da $5$ keine Teiler außer $1$ und $5$ hat.

$5$ ist eine Primzahl

Schritt 2.6

Das kgV von $5, 1, 5$ ist das Ergebnis, welches man erhält, wenn man alle Primfaktoren so oft multipliziert, wie sie maximal in einer der Zahlen vorkommen.

$5$

Schritt 2.7

Der Teiler von $x - 4$ ist $x - 4$ selbst.

$(x - 4) = x - 4$

$(x - 4)$ occurs $1$ time.

Schritt 2.8

Der Teiler von $x + 4$ ist $x + 4$ selbst.

$(x + 4) = x + 4$

$(x + 4)$ occurs $1$ time.

Schritt 2.9

Der Teiler von $x - 4$ ist $x - 4$ selbst.

$(x - 4) = x - 4$

$(x - 4)$ occurs $1$ time.

Schritt 2.10

Das kgV von $x - 4, x + 4, x - 4$ ist das Ergebnis, welches man erhält, wenn man alle Faktoren so oft multipliziert, wie sie maximal in einem der Terme vorkommen.

$(x - 4) (x + 4)$

Schritt 2.11

Das kleinste gemeinsame Vielfache $LCM$ einer Reihe von Zahlen ist die kleinste Zahl, von der die Zahlen Teiler sind.

$5 (x - 4) (x + 4)$

Schritt 3

Multipliziere jeden Term in $\frac{x}{5 (x - 4)} + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} = \frac{1}{5}$ mit $5 (x - 4) (x + 4)$ um die Brüche zu eliminieren.

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Schritt 3.1

Multipliziere jeden Term in $\frac{x}{5 (x - 4)} + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} = \frac{1}{5}$ mit $5 (x - 4) (x + 4)$ .

$\frac{x}{5 (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 3.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.2.1.1

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$5 \frac{x}{5 (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $5$ .

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Schritt 3.2.1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$5 \frac{x}{5 (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.2.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{x}{x - 4} ((x - 4) (x + 4)) + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x - 4$ .

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Schritt 3.2.1.3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{x}{x - 4} ((x - 4) (x + 4)) + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.3.2

Forme den Ausdruck um.

$x (x + 4) + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.4

Wende das Distributivgesetz an.

$x \cdot x + x \cdot 4 + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.5

Mutltipliziere $x$ mit $x$ .

$x^{2} + x \cdot 4 + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.6

Bringe $4$ auf die linke Seite von $x$ .

$x^{2} + 4 \cdot x + \frac{4}{(x + 4) (x - 4)} (5 (x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.7

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

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

Schritt 3.2.1.8

Multipliziere $5 \frac{4}{(x + 4) (x - 4)}$ .

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Schritt 3.2.1.8.1

Kombiniere $5$ und $\frac{4}{(x + 4) (x - 4)}$ .

$x^{2} + 4 x + \frac{5 \cdot 4}{(x + 4) (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.8.2

Mutltipliziere $5$ mit $4$ .

$x^{2} + 4 x + \frac{20}{(x + 4) (x - 4)} ((x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.9

Kürze den gemeinsamen Faktor von $(x - 4) (x + 4)$ .

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Schritt 3.2.1.9.1

Faktorisiere $(x - 4) (x + 4)$ aus $(x + 4) (x - 4)$ heraus.

$x^{2} + 4 x + \frac{20}{(x - 4) (x + 4) (1)} ((x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.9.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$x^{2} + 4 x + \frac{20}{(x - 4) (x + 4) \cdot 1} ((x - 4) (x + 4)) = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.2.1.9.3

Forme den Ausdruck um.

$x^{2} + 4 x + 20 = \frac{1}{5} (5 (x - 4) (x + 4))$

Schritt 3.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $5$ .

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Schritt 3.3.1.1

Faktorisiere $5$ aus $5 (x - 4) (x + 4)$ heraus.

$x^{2} + 4 x + 20 = \frac{1}{5} (5 ((x - 4) (x + 4)))$

Schritt 3.3.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$x^{2} + 4 x + 20 = \frac{1}{5} (5 ((x - 4) (x + 4)))$

Schritt 3.3.1.3

Forme den Ausdruck um.

$x^{2} + 4 x + 20 = (x - 4) (x + 4)$

Schritt 3.3.2

Multipliziere $(x - 4) (x + 4)$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 3.3.2.1

Wende das Distributivgesetz an.

$x^{2} + 4 x + 20 = x (x + 4) - 4 (x + 4)$

Schritt 3.3.2.2

Wende das Distributivgesetz an.

$x^{2} + 4 x + 20 = x \cdot x + x \cdot 4 - 4 (x + 4)$

Schritt 3.3.2.3

Wende das Distributivgesetz an.

$x^{2} + 4 x + 20 = x \cdot x + x \cdot 4 - 4 x - 4 \cdot 4$

Schritt 3.3.3

Vereinfache Terme.

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Schritt 3.3.3.1

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $x \cdot x + x \cdot 4 - 4 x - 4 \cdot 4$ .

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Schritt 3.3.3.1.1

Ordne die Faktoren in den Termen $x \cdot 4$ und $- 4 x$ neu an.

$x^{2} + 4 x + 20 = x \cdot x + 4 x - 4 x - 4 \cdot 4$

Schritt 3.3.3.1.2

Subtrahiere $4 x$ von $4 x$ .

$x^{2} + 4 x + 20 = x \cdot x + 0 - 4 \cdot 4$

Schritt 3.3.3.1.3

Addiere $x \cdot x$ und $0$ .

$x^{2} + 4 x + 20 = x \cdot x - 4 \cdot 4$

Schritt 3.3.3.2

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.3.3.2.1

Mutltipliziere $x$ mit $x$ .

$x^{2} + 4 x + 20 = x^{2} - 4 \cdot 4$

Schritt 3.3.3.2.2

Mutltipliziere $- 4$ mit $4$ .

$x^{2} + 4 x + 20 = x^{2} - 16$

Schritt 4

Löse die Gleichung.

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Schritt 4.1

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

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Schritt 4.1.1

Subtrahiere $x^{2}$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x^{2} + 4 x + 20 - x^{2} = - 16$

Schritt 4.1.2

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $x^{2} + 4 x + 20 - x^{2}$ .

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Schritt 4.1.2.1

Subtrahiere $x^{2}$ von $x^{2}$ .

$4 x + 20 + 0 = - 16$

Schritt 4.1.2.2

Addiere $4 x + 20$ und $0$ .

$4 x + 20 = - 16$

Schritt 4.2

Bringe alle Terme, die nicht $x$ enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 4.2.1

Subtrahiere $20$ von beiden Seiten der Gleichung.

$4 x = - 16 - 20$

Schritt 4.2.2

Subtrahiere $20$ von $- 16$ .

$4 x = - 36$

Schritt 4.3

Teile jeden Ausdruck in $4 x = - 36$ durch $4$ und vereinfache.

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Schritt 4.3.1

Teile jeden Ausdruck in $4 x = - 36$ durch $4$ .

$\frac{4 x}{4} = \frac{- 36}{4}$

Schritt 4.3.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 4.3.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $4$ .

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Schritt 4.3.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{4 x}{4} = \frac{- 36}{4}$

Schritt 4.3.2.1.2

Dividiere $x$ durch $1$ .

$x = \frac{- 36}{4}$

Schritt 4.3.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 4.3.3.1

Dividiere $- 36$ durch $4$ .

$x = - 9$