Elementarmathematik Beispiele

Finde die Nullstellen mithilfe des Lemmas von Gauß x^4+2x^3-5x^2-8x+4=0
Schritt 1
Wenn eine Polynomfunktion ganzzahlige Koeffizienten hat, dann hat jede rationale Nullstelle die Form , wobei ein Teiler der Konstanten und ein Teiler des Leitkoeffizienten ist.
Schritt 2
Ermittle jede Kombination von . Dies sind die möglichen Wurzeln der Polynomfunktion.
Schritt 3
Setze die möglichen Wurzeln eine nach der anderen in das Polynom ein, um die tatsächlichen Wurzeln zu ermitteln. Vereinfache, um zu prüfen, ob der Wert gleich ist, was bedeutet, dass er eine Wurzel ist.
Schritt 4
Vereinfache den Ausdruck. In diesem Fall ist der Ausdruck gleich , folglich ist eine Wurzel des Polynoms.
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Schritt 4.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 4.1.1
Potenziere mit .
Schritt 4.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 4.1.2.1
Mutltipliziere mit .
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Schritt 4.1.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 4.1.2.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.2.2
Addiere und .
Schritt 4.1.3
Potenziere mit .
Schritt 4.1.4
Potenziere mit .
Schritt 4.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
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Schritt 4.2.1
Addiere und .
Schritt 4.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 4.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 4.2.4
Addiere und .
Schritt 5
Da eine bekannte Wurzel ist, teile das Polynom durch , um das Quotientenpolynom zu ermitteln. Dieses Polynom kann dann benutzt werden, um die verbleibenden Wurzeln zu finden.
Schritt 6
Als Nächstes bestimme die Wurzeln des verbleibenden Polynoms. Der Grad des Polynoms ist um reduziert worden.
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Schritt 6.1
Ordne die Zahlen, die den Divisor und den Dividenden darstellen, ähnlich wie in einer Division an.
  
Schritt 6.2
Die erste Zahl im Dividenden wird an die erste Position des Ergebnisbereichs gestellt (unterhalb der horizontalen Linie).
  
Schritt 6.3
Multipliziere den neuesten Eintrag im Ergebnis mit dem Divisor und schreibe das Ergebnis von unter den nächsten Term im Dividenden .
  
Schritt 6.4
Addiere das Ergebnis der Multiplikation und die Zahl aus dem Dividenden und notiere das Ergebnis in der nächsten Position der Ergebniszeile.
  
Schritt 6.5
Multipliziere den neuesten Eintrag im Ergebnis mit dem Divisor und schreibe das Ergebnis von unter den nächsten Term im Dividenden .
  
Schritt 6.6
Addiere das Ergebnis der Multiplikation und die Zahl aus dem Dividenden und notiere das Ergebnis in der nächsten Position der Ergebniszeile.
  
Schritt 6.7
Multipliziere den neuesten Eintrag im Ergebnis mit dem Divisor und schreibe das Ergebnis von unter den nächsten Term im Dividenden .
  
Schritt 6.8
Addiere das Ergebnis der Multiplikation und die Zahl aus dem Dividenden und notiere das Ergebnis in der nächsten Position der Ergebniszeile.
  
Schritt 6.9
Multipliziere den neuesten Eintrag im Ergebnis mit dem Divisor und schreibe das Ergebnis von unter den nächsten Term im Dividenden .
 
Schritt 6.10
Addiere das Ergebnis der Multiplikation und die Zahl aus dem Dividenden und notiere das Ergebnis in der nächsten Position der Ergebniszeile.
 
Schritt 6.11
Alle Zahlen außer der letzten werden Koeffizienten des Quotients der Polynome. Der letzte Wert in der Ergebniszeile ist der Rest.
Schritt 6.12
Vereinfache das Quotientenpolynom.
Schritt 7
Löse die Gleichung, um sämtliche verbleibenden Wurzeln zu ermitteln.
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Schritt 7.1
Faktorisiere mithilfe des Satzes über rationale Wurzeln.
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Schritt 7.1.1
Wenn eine Polynomfunktion ganzzahlige Koeffizienten hat, dann hat jede rationale Nullstelle die Form , wobei ein Teiler der Konstanten und ein Teiler des Leitkoeffizienten ist.
Schritt 7.1.2
Ermittle jede Kombination von . Dies sind die möglichen Wurzeln der Polynomfunktion.
Schritt 7.1.3
Setze ein und vereinfache den Ausdruck. In diesem Fall ist der Ausdruck gleich , folglich ist eine Wurzel des Polynoms.
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Schritt 7.1.3.1
Setze in das Polynom ein.
Schritt 7.1.3.2
Potenziere mit .
Schritt 7.1.3.3
Potenziere mit .
Schritt 7.1.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.1.3.5
Addiere und .
Schritt 7.1.3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.1.3.7
Subtrahiere von .
Schritt 7.1.3.8
Subtrahiere von .
Schritt 7.1.4
Da eine bekannte Wurzel ist, dividiere das Polynom durch , um das Quotientenpolynom zu bestimmen. Dieses Polynom kann dann verwendet werden, um die restlichen Wurzeln zu finden.
Schritt 7.1.5
Dividiere durch .
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Schritt 7.1.5.1
Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert .
+++-
Schritt 7.1.5.2
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
+++-
Schritt 7.1.5.3
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
+++-
++
Schritt 7.1.5.4
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
+++-
--
Schritt 7.1.5.5
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
+++-
--
+
Schritt 7.1.5.6
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
+++-
--
++
Schritt 7.1.5.7
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
+
+++-
--
++
Schritt 7.1.5.8
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
+
+++-
--
++
++
Schritt 7.1.5.9
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
+
+++-
--
++
--
Schritt 7.1.5.10
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
+
+++-
--
++
--
-
Schritt 7.1.5.11
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
+
+++-
--
++
--
--
Schritt 7.1.5.12
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
+-
+++-
--
++
--
--
Schritt 7.1.5.13
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
+-
+++-
--
++
--
--
--
Schritt 7.1.5.14
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
+-
+++-
--
++
--
--
++
Schritt 7.1.5.15
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
+-
+++-
--
++
--
--
++
Schritt 7.1.5.16
Da der Rest gleich ist, ist der Quotient das endgültige Ergebnis.
Schritt 7.1.6
Schreibe als eine Menge von Faktoren.
Schritt 7.2
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 7.3
Setze gleich und löse nach auf.
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Schritt 7.3.1
Setze gleich .
Schritt 7.3.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 7.4
Setze gleich und löse nach auf.
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Schritt 7.4.1
Setze gleich .
Schritt 7.4.2
Löse nach auf.
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Schritt 7.4.2.1
Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.
Schritt 7.4.2.2
Setze die Werte , und in die Quadratformel ein und löse nach auf.
Schritt 7.4.2.3
Vereinfache.
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Schritt 7.4.2.3.1
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 7.4.2.3.1.1
Potenziere mit .
Schritt 7.4.2.3.1.2
Multipliziere .
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Schritt 7.4.2.3.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.3.1.3
Addiere und .
Schritt 7.4.2.3.1.4
Schreibe als um.
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Schritt 7.4.2.3.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.4.2.3.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 7.4.2.3.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 7.4.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.3.3
Vereinfache .
Schritt 7.4.2.4
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
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Schritt 7.4.2.4.1
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 7.4.2.4.1.1
Potenziere mit .
Schritt 7.4.2.4.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.4.2.4.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.4.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.4.1.3
Addiere und .
Schritt 7.4.2.4.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.4.2.4.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.4.2.4.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 7.4.2.4.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 7.4.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.4.3
Vereinfache .
Schritt 7.4.2.4.4
Ändere das zu .
Schritt 7.4.2.5
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.4.2.5.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.4.2.5.1.1
Potenziere mit .
Schritt 7.4.2.5.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.4.2.5.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.5.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.5.1.3
Addiere und .
Schritt 7.4.2.5.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.4.2.5.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.4.2.5.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 7.4.2.5.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 7.4.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.4.2.5.3
Vereinfache .
Schritt 7.4.2.5.4
Ändere das zu .
Schritt 7.4.2.6
Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.
Schritt 7.5
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 8
Das Polynom kann als ein Satz Linearfaktoren geschrieben werden.
Schritt 9
Das sind die Wurzeln des Polynoms .
Schritt 10
Das Ergebnis kann in mehreren Formen wiedergegeben werden.
Exakte Form:
Dezimalform:
Schritt 11