Elementarmathematik Beispiele

$4 x^{2} - 25 y^{2} - 16 x + 116 = 0$

Schritt 1

Subtrahiere $116$ von beiden Seiten der Gleichung.

$4 x^{2} - 25 y^{2} - 16 x = - 116$

Schritt 2

Wende die quadratische Ergänzung auf $4 x^{2} - 16 x$ an.

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Schritt 2.1

Wende die Form $a x^{2} + b x + c$ an, um die Werte für $a$ , $b$ und $c$ zu ermitteln.

$a = 4$

$b = - 16$

$c = 0$

Schritt 2.2

Betrachte die Scheitelform einer Parabel.

$a {(x + d)}^{2} + e$

Schritt 2.3

Ermittle den Wert von $d$ mithilfe der Formel $d = \frac{b}{2 a}$ .

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Schritt 2.3.1

Setze die Werte von $a$ und $b$ in die Formel $d = \frac{b}{2 a}$ ein.

$d = \frac{- 16}{2 \cdot 4}$

Schritt 2.3.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 2.3.2.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von $- 16$ und $2$ .

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Schritt 2.3.2.1.1

Faktorisiere $2$ aus $- 16$ heraus.

$d = \frac{2 \cdot - 8}{2 \cdot 4}$

Schritt 2.3.2.1.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 2.3.2.1.2.1

Faktorisiere $2$ aus $2 \cdot 4$ heraus.

$d = \frac{2 \cdot - 8}{2 (4)}$

Schritt 2.3.2.1.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$d = \frac{2 \cdot - 8}{2 \cdot 4}$

Schritt 2.3.2.1.2.3

Forme den Ausdruck um.

$d = \frac{- 8}{4}$

Schritt 2.3.2.2

Kürze den gemeinsamen Teiler von $- 8$ und $4$ .

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Schritt 2.3.2.2.1

Faktorisiere $4$ aus $- 8$ heraus.

$d = \frac{4 \cdot - 2}{4}$

Schritt 2.3.2.2.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 2.3.2.2.2.1

Faktorisiere $4$ aus $4$ heraus.

$d = \frac{4 \cdot - 2}{4 (1)}$

Schritt 2.3.2.2.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$d = \frac{4 \cdot - 2}{4 \cdot 1}$

Schritt 2.3.2.2.2.3

Forme den Ausdruck um.

$d = \frac{- 2}{1}$

Schritt 2.3.2.2.2.4

Dividiere $- 2$ durch $1$ .

$d = - 2$

Schritt 2.4

Ermittle den Wert von $e$ mithilfe der Formel $e = c - \frac{b^{2}}{4 a}$ .

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Schritt 2.4.1

Setze die Werte von $c$ , $b$ , und $a$ in die Formel $e = c - \frac{b^{2}}{4 a}$ ein.

$e = 0 - \frac{{(- 16)}^{2}}{4 \cdot 4}$

Schritt 2.4.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 2.4.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 2.4.2.1.1

Potenziere $- 16$ mit $2$ .

$e = 0 - \frac{256}{4 \cdot 4}$

Schritt 2.4.2.1.2

Mutltipliziere $4$ mit $4$ .

$e = 0 - \frac{256}{16}$

Schritt 2.4.2.1.3

Dividiere $256$ durch $16$ .

$e = 0 - 1 \cdot 16$

Schritt 2.4.2.1.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $16$ .

$e = 0 - 16$

Schritt 2.4.2.2

Subtrahiere $16$ von $0$ .

$e = - 16$

Schritt 2.5

Setze die Werte von $a$ , $d$ und $e$ in die Scheitelform $4 {(x - 2)}^{2} - 16$ ein.

$4 {(x - 2)}^{2} - 16$

Schritt 3

Setze $4 {(x - 2)}^{2} - 16$ für $4 x^{2} - 16 x$ ein in der Gleichung $4 x^{2} - 25 y^{2} - 16 x = - 116$ .

$4 {(x - 2)}^{2} - 16 - 25 y^{2} = - 116$

Schritt 4

Bringe $- 16$ auf die rechte Seite der Gleichung durch Addieren von $16$ auf beiden Seiten.

$4 {(x - 2)}^{2} - 25 y^{2} = - 116 + 16$

Schritt 5

Addiere $- 116$ und $16$ .

$4 {(x - 2)}^{2} - 25 y^{2} = - 100$

Schritt 6

Vertausche das Vorzeichen jedes Terms der Gleichung, sodass der Term auf der rechten Seite positiv ist.

$- 4 {(x - 2)}^{2} + 25 y^{2} = 100$

Schritt 7

Teile jeden Term durch $100$ , um die rechte Seite gleich Eins zu machen.

$- \frac{4 {(x - 2)}^{2}}{100} + \frac{25 y^{2}}{100} = \frac{100}{100}$

Schritt 8

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.

$\frac{y^{2}}{4} - \frac{{(x - 2)}^{2}}{25} = 1$