Elementarmathematik Beispiele

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

Schritt 1

Schreibe $x^{3} - 4 x^{2} - 4 x + 16$ als Gleichung.

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

Schritt 2

Bestimme die Schnittpunkte mit der x-Achse.

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Schritt 2.1

Um den/die Schnittpunkt(e) mit der x-Achse zu bestimmen, setze $0$ für $y$ ein und löse nach $x$ auf.

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

Schritt 2.2

Löse die Gleichung.

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Schritt 2.2.1

Schreibe die Gleichung als $x^{3} - 4 x^{2} - 4 x + 16 = 0$ um.

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

Schritt 2.2.2

Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 2.2.2.1

Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.

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Schritt 2.2.2.1.1

Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.

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

Schritt 2.2.2.1.2

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

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

Schritt 2.2.2.2

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

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

Schritt 2.2.2.3

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

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

Schritt 2.2.2.4

Faktorisiere.

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Schritt 2.2.2.4.1

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 $b = 2$ .

$(x - 4) ((x + 2) (x - 2)) = 0$

Schritt 2.2.2.4.2

Entferne unnötige Klammern.

$(x - 4) (x + 2) (x - 2) = 0$

Schritt 2.2.3

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

$x - 4 = 0$

$x + 2 = 0$

$x - 2 = 0$

Schritt 2.2.4

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

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Schritt 2.2.4.1

Setze $x - 4$ gleich $0$ .

$x - 4 = 0$

Schritt 2.2.4.2

Addiere $4$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$x = 4$

Schritt 2.2.5

Setze $x + 2$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 2.2.5.1

Setze $x + 2$ gleich $0$ .

$x + 2 = 0$

Schritt 2.2.5.2

Subtrahiere $2$ von beiden Seiten der Gleichung.

$x = - 2$

Schritt 2.2.6

Setze $x - 2$ gleich $0$ und löse nach $x$ auf.

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Schritt 2.2.6.1

Setze $x - 2$ gleich $0$ .

$x - 2 = 0$

Schritt 2.2.6.2

Addiere $2$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$x = 2$

Schritt 2.2.7

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

$x = 4, - 2, 2$

Schritt 2.3

Schnittpunkt(e) mit der x-Achse in Punkt-Form.

Schnittpunkt(e) mit der x-Achse: $(4, 0), (- 2, 0), (2, 0)$

Schritt 3

Bestimme die Schnittpunkte mit der y-Achse.

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Schritt 3.1

Um den/die Schnittpunkt(e) mit der y-Achse zu bestimmen, setze $0$ für $x$ ein und löse nach $y$ auf.

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

Schritt 3.2

Löse die Gleichung.

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Schritt 3.2.1

Entferne die Klammern.

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

Schritt 3.2.2

Entferne die Klammern.

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

Schritt 3.2.3

Entferne die Klammern.

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

Schritt 3.2.4

Vereinfache ${(0)}^{3} - 4 {(0)}^{2} - 4 \cdot 0 + 16$ .

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Schritt 3.2.4.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.2.4.1.1

$0$ zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt $0$ .

$y = 0 - 4 {(0)}^{2} - 4 \cdot 0 + 16$

Schritt 3.2.4.1.2

$0$ zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt $0$ .

$y = 0 - 4 \cdot 0 - 4 \cdot 0 + 16$

Schritt 3.2.4.1.3

Mutltipliziere $- 4$ mit $0$ .

$y = 0 + 0 - 4 \cdot 0 + 16$

Schritt 3.2.4.1.4

Mutltipliziere $- 4$ mit $0$ .

$y = 0 + 0 + 0 + 16$

Schritt 3.2.4.2

Vereinfache durch Addieren von Zahlen.

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Schritt 3.2.4.2.1

Addiere $0$ und $0$ .

$y = 0 + 0 + 16$

Schritt 3.2.4.2.2

Addiere $0$ und $0$ .

$y = 0 + 16$

Schritt 3.2.4.2.3

Addiere $0$ und $16$ .

$y = 16$

Schritt 3.3

Schnittpunkt(e) mit der y-Achse in Punkt-Form.

Schnittpunkt(e) mit der y-Achse: $(0, 16)$

Schritt 4

Führe die Schnittpunkte auf.

Schnittpunkt(e) mit der x-Achse: $(4, 0), (- 2, 0), (2, 0)$

Schnittpunkt(e) mit der y-Achse: $(0, 16)$

Schritt 5