Elementarmathematik Beispiele

$x^{4} + 4 x^{3} + 4 x^{2} = - 16 x$

Schritt 1

Addiere $16 x$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$x^{4} + 4 x^{3} + 4 x^{2} + 16 x = 0$

Schritt 2

Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 2.1

Faktorisiere $x$ aus $x^{4} + 4 x^{3} + 4 x^{2} + 16 x$ heraus.

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Schritt 2.1.1

Faktorisiere $x$ aus $x^{4}$ heraus.

$x \cdot x^{3} + 4 x^{3} + 4 x^{2} + 16 x = 0$

Schritt 2.1.2

Faktorisiere $x$ aus $4 x^{3}$ heraus.

$x \cdot x^{3} + x (4 x^{2}) + 4 x^{2} + 16 x = 0$

Schritt 2.1.3

Faktorisiere $x$ aus $4 x^{2}$ heraus.

$x \cdot x^{3} + x (4 x^{2}) + x (4 x) + 16 x = 0$

Schritt 2.1.4

Faktorisiere $x$ aus $16 x$ heraus.

$x \cdot x^{3} + x (4 x^{2}) + x (4 x) + x \cdot 16 = 0$

Schritt 2.1.5

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

$x (x^{3} + 4 x^{2}) + x (4 x) + x \cdot 16 = 0$

Schritt 2.1.6

Faktorisiere $x$ aus $x (x^{3} + 4 x^{2}) + x (4 x)$ heraus.

$x (x^{3} + 4 x^{2} + 4 x) + x \cdot 16 = 0$

Schritt 2.1.7

Faktorisiere $x$ aus $x (x^{3} + 4 x^{2} + 4 x) + x \cdot 16$ heraus.

$x (x^{3} + 4 x^{2} + 4 x + 16) = 0$

Schritt 2.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.

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Schritt 2.2.1

Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.

$x ((x^{3} + 4 x^{2}) + 4 x + 16) = 0$

Schritt 2.2.2

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

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

Schritt 2.3

Faktorisiere.

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Schritt 2.3.1

Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, $x + 4$ .

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

Schritt 2.3.2

Entferne unnötige Klammern.

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

Schritt 3

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

$x = 0$

$x + 4 = 0$

$x^{2} + 4 = 0$

Schritt 4

Setze $x$ gleich $0$ .

$x = 0$

Schritt 5

Setze $x + 4$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 5.1

Setze $x + 4$ gleich $0$ .

$x + 4 = 0$

Schritt 5.2

Subtrahiere $4$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x = - 4$

Schritt 6

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

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Schritt 6.1

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

$x^{2} + 4 = 0$

Schritt 6.2

Löse $x^{2} + 4 = 0$ nach $x$ auf.

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Schritt 6.2.1

Subtrahiere $4$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x^{2} = - 4$

Schritt 6.2.2

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

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

Schritt 6.2.3

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

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Schritt 6.2.3.1

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

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

Schritt 6.2.3.2

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

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

Schritt 6.2.3.3

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

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

Schritt 6.2.3.4

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

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

Schritt 6.2.3.5

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

$x = \pm i \cdot 2$

Schritt 6.2.3.6

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

$x = \pm 2 i$

Schritt 6.2.4

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

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Schritt 6.2.4.1

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

$x = 2 i$

Schritt 6.2.4.2

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

$x = - 2 i$

Schritt 6.2.4.3

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

$x = 2 i, - 2 i$

Schritt 7

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

$x = 0, - 4, 2 i, - 2 i$