Elementarmathematik Beispiele

$4 x^{2} + 4 y^{2} + 12 x - 16 y = 0$

Schritt 1

Teile beide Seiten der Gleichung durch $4$ .

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

Schritt 2

Wende die quadratische Ergänzung auf $x^{2} + 3 x$ 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.

$a = 1$

$b = 3$

$c = 0$

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.

$d = \frac{3}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.3.2

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$d = \frac{3}{2}$

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.

$e = 0 - \frac{3^{2}}{4 \cdot 1}$

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 $3$ mit $2$ .

$e = 0 - \frac{9}{4 \cdot 1}$

Schritt 2.4.2.1.2

Mutltipliziere $4$ mit $1$ .

$e = 0 - \frac{9}{4}$

Schritt 2.4.2.2

Subtrahiere $\frac{9}{4}$ von $0$ .

$e = - \frac{9}{4}$

Schritt 2.5

Setze die Werte von $a$ , $d$ und $e$ in die Scheitelform ${(x + \frac{3}{2})}^{2} - \frac{9}{4}$ ein.

${(x + \frac{3}{2})}^{2} - \frac{9}{4}$

Schritt 3

Setze ${(x + \frac{3}{2})}^{2} - \frac{9}{4}$ für $x^{2} + 3 x$ ein in der Gleichung $x^{2} + y^{2} + 3 x - 4 y = 0$ .

${(x + \frac{3}{2})}^{2} - \frac{9}{4} + y^{2} - 4 y = 0$

Schritt 4

Bringe $- \frac{9}{4}$ auf die rechte Seite der Gleichung durch Addieren von $\frac{9}{4}$ auf beiden Seiten.

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + y^{2} - 4 y = 0 + \frac{9}{4}$

Schritt 5

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

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Schritt 5.1

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

$a = 1$

$b = - 4$

$c = 0$

Schritt 5.2

Betrachte die Scheitelform einer Parabel.

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

Schritt 5.3

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

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Schritt 5.3.1

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

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

Schritt 5.3.2

Kürze den gemeinsamen Teiler von $- 4$ und $2$ .

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Schritt 5.3.2.1

Faktorisiere $2$ aus $- 4$ heraus.

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

Schritt 5.3.2.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 5.3.2.2.1

Faktorisiere $2$ aus $2 \cdot 1$ heraus.

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

Schritt 5.3.2.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 5.3.2.2.3

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 5.3.2.2.4

Dividiere $- 2$ durch $1$ .

$d = - 2$

Schritt 5.4

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

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Schritt 5.4.1

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

$e = 0 - \frac{{(- 4)}^{2}}{4 \cdot 1}$

Schritt 5.4.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 5.4.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 5.4.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von ${(- 4)}^{2}$ und $4$ .

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Schritt 5.4.2.1.1.1

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

$e = 0 - \frac{{(- 1 (4))}^{2}}{4 \cdot 1}$

Schritt 5.4.2.1.1.2

Wende die Produktregel auf $- 1 (4)$ an.

$e = 0 - \frac{{(- 1)}^{2} \cdot 4^{2}}{4 \cdot 1}$

Schritt 5.4.2.1.1.3

Potenziere $- 1$ mit $2$ .

$e = 0 - \frac{1 \cdot 4^{2}}{4 \cdot 1}$

Schritt 5.4.2.1.1.4

Mutltipliziere $4^{2}$ mit $1$ .

$e = 0 - \frac{4^{2}}{4 \cdot 1}$

Schritt 5.4.2.1.1.5

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

$e = 0 - \frac{4 \cdot 4}{4 \cdot 1}$

Schritt 5.4.2.1.1.6

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 5.4.2.1.1.6.1

Faktorisiere $4$ aus $4 \cdot 1$ heraus.

$e = 0 - \frac{4 \cdot 4}{4 (1)}$

Schritt 5.4.2.1.1.6.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$e = 0 - \frac{4 \cdot 4}{4 \cdot 1}$

Schritt 5.4.2.1.1.6.3

Forme den Ausdruck um.

$e = 0 - \frac{4}{1}$

Schritt 5.4.2.1.1.6.4

Dividiere $4$ durch $1$ .

$e = 0 - 1 \cdot 4$

Schritt 5.4.2.1.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $4$ .

$e = 0 - 4$

Schritt 5.4.2.2

Subtrahiere $4$ von $0$ .

$e = - 4$

Schritt 5.5

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

${(y - 2)}^{2} - 4$

Schritt 6

Setze ${(y - 2)}^{2} - 4$ für $y^{2} - 4 y$ ein in der Gleichung $x^{2} + y^{2} + 3 x - 4 y = 0$ .

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + {(y - 2)}^{2} - 4 = 0 + \frac{9}{4}$

Schritt 7

Bringe $- 4$ auf die rechte Seite der Gleichung durch Addieren von $4$ auf beiden Seiten.

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + {(y - 2)}^{2} = 0 + \frac{9}{4} + 4$

Schritt 8

Vereinfache $0 + \frac{9}{4} + 4$ .

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Schritt 8.1

Addiere $0$ und $\frac{9}{4}$ .

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + {(y - 2)}^{2} = \frac{9}{4} + 4$

Schritt 8.2

Um $4$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{4}{4}$ .

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + {(y - 2)}^{2} = \frac{9}{4} + 4 \cdot \frac{4}{4}$

Schritt 8.3

Kombiniere $4$ und $\frac{4}{4}$ .

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + {(y - 2)}^{2} = \frac{9}{4} + \frac{4 \cdot 4}{4}$

Schritt 8.4

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + {(y - 2)}^{2} = \frac{9 + 4 \cdot 4}{4}$

Schritt 8.5

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 8.5.1

Mutltipliziere $4$ mit $4$ .

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + {(y - 2)}^{2} = \frac{9 + 16}{4}$

Schritt 8.5.2

Addiere $9$ und $16$ .

${(x + \frac{3}{2})}^{2} + {(y - 2)}^{2} = \frac{25}{4}$