Elementarmathematik Beispiele

$\frac{x^{2}}{4} - \frac{y^{2}}{60} = 1$

Schritt 1

Vereinfache jeden Term in der Gleichung, um die rechte Seite gleich $1$ zu setzen. Die Standardform einer Ellipse oder Hyperbel erfordert es, dass die rechte Seite der Gleichung gleich $1$ ist.

$\frac{x^{2}}{4} - \frac{y^{2}}{60} = 1$

Schritt 2

Dies ist die Form einer Hyperbel. Wende diese Form an, um die Werte zu ermitteln, die benutzt werden, um die Scheitelpunkte und Asymptoten einer Hyperbel zu bestimmen.

$\frac{{(x - h)}^{2}}{a^{2}} - \frac{{(y - k)}^{2}}{b^{2}} = 1$

Schritt 3

Gleiche die Werte in dieser Hyperbel mit denen der Standardform ab. Die Variable $h$ stellt das x-Offset vom Ursprung dar, $k$ das y-Offset vom Ursprung, $a$ .

$a = 2$

$b = 2 \sqrt{15}$

$k = 0$

$h = 0$

Schritt 4

Der Mittelpunkt einer Hyperbel folgt der Form von $(h, k)$ . Setze die Werte von $h$ und $k$ ein.

$(0, 0)$

Schritt 5

Berechne $c$ , den Abstand zwischen Mittelpunkt und Brennpunkt.

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Schritt 5.1

Ermittle den Abstand vom Mittelpunkt zu einem Brennpunkt der Hyperbel durch Anwendung der folgenden Formel.

$\sqrt{a^{2} + b^{2}}$

Schritt 5.2

Ersetze die Werte von $a$ und $b$ in der Formel.

$\sqrt{{(2)}^{2} + {(2 \sqrt{15})}^{2}}$

Schritt 5.3

Vereinfache.

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Schritt 5.3.1

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 5.3.1.1

Potenziere $2$ mit $2$ .

$\sqrt{4 + {(2 \sqrt{15})}^{2}}$

Schritt 5.3.1.2

Wende die Produktregel auf $2 \sqrt{15}$ an.

$\sqrt{4 + 2^{2} {\sqrt{15}}^{2}}$

Schritt 5.3.1.3

Potenziere $2$ mit $2$ .

$\sqrt{4 + 4 {\sqrt{15}}^{2}}$

Schritt 5.3.2

Schreibe ${\sqrt{15}}^{2}$ als $15$ um.

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Schritt 5.3.2.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{15}$ als $15^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

$\sqrt{4 + 4 {(15^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

Schritt 5.3.2.2

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

$\sqrt{4 + 4 \cdot 15^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

Schritt 5.3.2.3

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und $2$ .

$\sqrt{4 + 4 \cdot 15^{\frac{2}{2}}}$

Schritt 5.3.2.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 5.3.2.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\sqrt{4 + 4 \cdot 15^{\frac{2}{2}}}$

Schritt 5.3.2.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\sqrt{4 + 4 \cdot 15^{1}}$

Schritt 5.3.2.5

Berechne den Exponenten.

$\sqrt{4 + 4 \cdot 15}$

Schritt 5.3.3

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 5.3.3.1

Mutltipliziere $4$ mit $15$ .

$\sqrt{4 + 60}$

Schritt 5.3.3.2

Addiere $4$ und $60$ .

$\sqrt{64}$

Schritt 5.3.3.3

Schreibe $64$ als $8^{2}$ um.

$\sqrt{8^{2}}$

Schritt 5.3.3.4

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

$8$

Schritt 6

Finde die Scheitelpunkte.

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Schritt 6.1

Der erste Scheitelpunkt einer Hyperbel kann durch Addieren von $a$ zu $h$ ermittelt werden.

$(h + a, k)$

Schritt 6.2

Setze die bekannten Werte von $h$ , $a$ und $k$ in die Formel ein und vereinfache.

$(2, 0)$

Schritt 6.3

Der zweite Scheitelpunkt einer Hyperbel kann durch Substrahieren von $a$ von $h$ ermittelt werden.

$(h - a, k)$

Schritt 6.4

Setze die bekannten Werte von $h$ , $a$ und $k$ in die Formel ein und vereinfache.

$(- 2, 0)$

Schritt 6.5

Die Scheitelpunkte einer Hyperbel folgen der Form $(h \pm a, k)$ . Hyperbeln haben zwei Scheitelpunkte.

$(2, 0), (- 2, 0)$

Schritt 7

Ermittle die Brennpunkte.

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Schritt 7.1

Der erste Brennpunkt einer Hyperbel kann durch Addieren von $c$ zu $h$ gefunden werden.

$(h + c, k)$

Schritt 7.2

Setze die bekannten Werte von $h$ , $c$ und $k$ in die Formel ein und vereinfache.

$(8, 0)$

Schritt 7.3

Der zweite Brennpunkt einer Hyperbel kann durch Substrahieren von $c$ von $h$ ermittelt werden.

$(h - c, k)$

Schritt 7.4

Setze die bekannten Werte von $h$ , $c$ und $k$ in die Formel ein und vereinfache.

$(- 8, 0)$

Schritt 7.5

Die Brennpunkt einer Hyperbel folgen der Form $(h \pm \sqrt{a^{2} + b^{2}}, k)$ . Hyperbeln haben zwei Brennpunkte.

$(8, 0), (- 8, 0)$

Schritt 8

Ermittle die Exzentrizität.

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Schritt 8.1

Bestimme die Exzentrizität mittels der folgenden Formel.

$\frac{\sqrt{a^{2} + b^{2}}}{a}$

Schritt 8.2

Setze die Werte von $a$ und $b$ in die Formel ein.

$\frac{\sqrt{{(2)}^{2} + {(2 \sqrt{15})}^{2}}}{2}$

Schritt 8.3

Vereinfache.

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Schritt 8.3.1

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 8.3.1.1

Potenziere $2$ mit $2$ .

$\frac{\sqrt{4 + {(2 \sqrt{15})}^{2}}}{2}$

Schritt 8.3.1.2

Wende die Produktregel auf $2 \sqrt{15}$ an.

$\frac{\sqrt{4 + 2^{2} {\sqrt{15}}^{2}}}{2}$

Schritt 8.3.1.3

Potenziere $2$ mit $2$ .

$\frac{\sqrt{4 + 4 {\sqrt{15}}^{2}}}{2}$

Schritt 8.3.1.4

Schreibe ${\sqrt{15}}^{2}$ als $15$ um.

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Schritt 8.3.1.4.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{15}$ als $15^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

$\frac{\sqrt{4 + 4 {(15^{\frac{1}{2}})}^{2}}}{2}$

Schritt 8.3.1.4.2

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

$\frac{\sqrt{4 + 4 \cdot 15^{\frac{1}{2} \cdot 2}}}{2}$

Schritt 8.3.1.4.3

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und $2$ .

$\frac{\sqrt{4 + 4 \cdot 15^{\frac{2}{2}}}}{2}$

Schritt 8.3.1.4.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 8.3.1.4.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{\sqrt{4 + 4 \cdot 15^{\frac{2}{2}}}}{2}$

Schritt 8.3.1.4.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{\sqrt{4 + 4 \cdot 15^{1}}}{2}$

Schritt 8.3.1.4.5

Berechne den Exponenten.

$\frac{\sqrt{4 + 4 \cdot 15}}{2}$

Schritt 8.3.1.5

Mutltipliziere $4$ mit $15$ .

$\frac{\sqrt{4 + 60}}{2}$

Schritt 8.3.1.6

Addiere $4$ und $60$ .

$\frac{\sqrt{64}}{2}$

Schritt 8.3.1.7

Schreibe $64$ als $8^{2}$ um.

$\frac{\sqrt{8^{2}}}{2}$

Schritt 8.3.1.8

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

$\frac{8}{2}$

Schritt 8.3.2

Dividiere $8$ durch $2$ .

$4$

Schritt 9

Bestimme den fokalen Parameter.

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Schritt 9.1

Ermittle den Wert für den fokalen Parameter der Hyperbel mithilfe der folgenden Formel.

$\frac{b^{2}}{\sqrt{a^{2} + b^{2}}}$

Schritt 9.2

Ersetze die Werte von $b$ und $\sqrt{a^{2} + b^{2}}$ in der Formel.

$\frac{2 {\sqrt{15}}^{2}}{8}$

Schritt 9.3

Vereinfache.

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Schritt 9.3.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von $2$ und $8$ .

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Schritt 9.3.1.1

Faktorisiere $2$ aus $2 {\sqrt{15}}^{2}$ heraus.

$\frac{2 ({\sqrt{15}}^{2})}{8}$

Schritt 9.3.1.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 9.3.1.2.1

Faktorisiere $2$ aus $8$ heraus.

$\frac{2 {\sqrt{15}}^{2}}{2 \cdot 4}$

Schritt 9.3.1.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 {\sqrt{15}}^{2}}{2 \cdot 4}$

Schritt 9.3.1.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{{\sqrt{15}}^{2}}{4}$

Schritt 9.3.2

Schreibe ${\sqrt{15}}^{2}$ als $15$ um.

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Schritt 9.3.2.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{15}$ als $15^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

$\frac{{(15^{\frac{1}{2}})}^{2}}{4}$

Schritt 9.3.2.2

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

$\frac{15^{\frac{1}{2} \cdot 2}}{4}$

Schritt 9.3.2.3

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und $2$ .

$\frac{15^{\frac{2}{2}}}{4}$

Schritt 9.3.2.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 9.3.2.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{15^{\frac{2}{2}}}{4}$

Schritt 9.3.2.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{15^{1}}{4}$

Schritt 9.3.2.5

Berechne den Exponenten.

$\frac{15}{4}$

Schritt 10

Die Asymptoten folgen der Form $y = \pm \frac{b (x - h)}{a} + k$ , da diese Hyperbel sich nach links und rechts öffnet.

$y = \pm \sqrt{15} \cdot x + 0$

Schritt 11

Addiere $\sqrt{15} \cdot x$ und $0$ .

$y = \sqrt{15} x$

Schritt 12

Addiere $- \sqrt{15} \cdot x$ und $0$ .

$y = - \sqrt{15} x$

Schritt 13

Diese Hyperbel hat zwei Asymptoten.

$y = \sqrt{15} x, y = - \sqrt{15} x$

Schritt 14

Diese Werte stellen die wichtigen Werte für die graphische Darstellung und Analyse einer Hyperbel dar.

Mittelpunkt: $(0, 0)$

Scheitelpunkte: $(2, 0), (- 2, 0)$

Brennpunkte: $(8, 0), (- 8, 0)$

Exzentrizität: $4$

Fokaler Parameter: $\frac{15}{4}$

Asymptoten: $y = \sqrt{15} x$ , $y = - \sqrt{15} x$

Schritt 15