Elementarmathematik Beispiele

$16 x^{2} + 4 y^{2} = 64$ , $y = x^{2} - 4$

Schritt 1

Ersetze alle Vorkommen von $y$ durch $x^{2} - 4$ in jeder Gleichung.

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Schritt 1.1

Ersetze alle $y$ in $16 x^{2} + 4 y^{2} = 64$ durch $x^{2} - 4$ .

$16 x^{2} + 4 {(x^{2} - 4)}^{2} = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 1.2.1

Vereinfache $16 x^{2} + 4 {(x^{2} - 4)}^{2}$ .

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Schritt 1.2.1.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.2.1.1.1

Schreibe ${(x^{2} - 4)}^{2}$ als $(x^{2} - 4) (x^{2} - 4)$ um.

$16 x^{2} + 4 ((x^{2} - 4) (x^{2} - 4)) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.2

Multipliziere $(x^{2} - 4) (x^{2} - 4)$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 1.2.1.1.2.1

Wende das Distributivgesetz an.

$16 x^{2} + 4 (x^{2} (x^{2} - 4) - 4 (x^{2} - 4)) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.2.2

Wende das Distributivgesetz an.

$16 x^{2} + 4 (x^{2} x^{2} + x^{2} \cdot - 4 - 4 (x^{2} - 4)) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.2.3

Wende das Distributivgesetz an.

$16 x^{2} + 4 (x^{2} x^{2} + x^{2} \cdot - 4 - 4 x^{2} - 4 \cdot - 4) = 64$

$y = x^{2} - 4$

$16 x^{2} + 4 (x^{2} x^{2} + x^{2} \cdot - 4 - 4 x^{2} - 4 \cdot - 4) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.3

Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.

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Schritt 1.2.1.1.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.2.1.1.3.1.1

Multipliziere $x^{2}$ mit $x^{2}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 1.2.1.1.3.1.1.1

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$16 x^{2} + 4 (x^{2 + 2} + x^{2} \cdot - 4 - 4 x^{2} - 4 \cdot - 4) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.3.1.1.2

Addiere $2$ und $2$ .

$16 x^{2} + 4 (x^{4} + x^{2} \cdot - 4 - 4 x^{2} - 4 \cdot - 4) = 64$

$y = x^{2} - 4$

$16 x^{2} + 4 (x^{4} + x^{2} \cdot - 4 - 4 x^{2} - 4 \cdot - 4) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.3.1.2

Bringe $- 4$ auf die linke Seite von $x^{2}$ .

$16 x^{2} + 4 (x^{4} - 4 \cdot x^{2} - 4 x^{2} - 4 \cdot - 4) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.3.1.3

Mutltipliziere $- 4$ mit $- 4$ .

$16 x^{2} + 4 (x^{4} - 4 x^{2} - 4 x^{2} + 16) = 64$

$y = x^{2} - 4$

$16 x^{2} + 4 (x^{4} - 4 x^{2} - 4 x^{2} + 16) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.3.2

Subtrahiere $4 x^{2}$ von $- 4 x^{2}$ .

$16 x^{2} + 4 (x^{4} - 8 x^{2} + 16) = 64$

$y = x^{2} - 4$

$16 x^{2} + 4 (x^{4} - 8 x^{2} + 16) = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.4

Wende das Distributivgesetz an.

$16 x^{2} + 4 x^{4} + 4 (- 8 x^{2}) + 4 \cdot 16 = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.5

Vereinfache.

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Schritt 1.2.1.1.5.1

Mutltipliziere $- 8$ mit $4$ .

$16 x^{2} + 4 x^{4} - 32 x^{2} + 4 \cdot 16 = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.1.5.2

Mutltipliziere $4$ mit $16$ .

$16 x^{2} + 4 x^{4} - 32 x^{2} + 64 = 64$

$y = x^{2} - 4$

$16 x^{2} + 4 x^{4} - 32 x^{2} + 64 = 64$

$y = x^{2} - 4$

$16 x^{2} + 4 x^{4} - 32 x^{2} + 64 = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 1.2.1.2

Subtrahiere $32 x^{2}$ von $16 x^{2}$ .

$4 x^{4} - 16 x^{2} + 64 = 64$

$y = x^{2} - 4$

$4 x^{4} - 16 x^{2} + 64 = 64$

$y = x^{2} - 4$

$4 x^{4} - 16 x^{2} + 64 = 64$

$y = x^{2} - 4$

$4 x^{4} - 16 x^{2} + 64 = 64$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2

Löse in $4 x^{4} - 16 x^{2} + 64 = 64$ nach $x$ auf.

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Schritt 2.1

Setze $u = x^{2}$ in die Gleichung ein. Das macht die Quadratformel leicht anzuwenden.

$4 u^{2} - 16 u + 64 = 64$

$u = x^{2}$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.2

Subtrahiere $64$ von beiden Seiten der Gleichung.

$4 u^{2} - 16 u + 64 - 64 = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.3

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $4 u^{2} - 16 u + 64 - 64$ .

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Schritt 2.3.1

Subtrahiere $64$ von $64$ .

$4 u^{2} - 16 u + 0 = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.3.2

Addiere $4 u^{2} - 16 u$ und $0$ .

$4 u^{2} - 16 u = 0$

$y = x^{2} - 4$

$4 u^{2} - 16 u = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.4

Faktorisiere $4 u$ aus $4 u^{2} - 16 u$ heraus.

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Schritt 2.4.1

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

$4 u (u) - 16 u = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.4.2

Faktorisiere $4 u$ aus $- 16 u$ heraus.

$4 u (u) + 4 u (- 4) = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.4.3

Faktorisiere $4 u$ aus $4 u (u) + 4 u (- 4)$ heraus.

$4 u (u - 4) = 0$

$y = x^{2} - 4$

$4 u (u - 4) = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.5

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

$u = 0$

$u - 4 = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.6

Setze $u$ gleich $0$ .

$u = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.7

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

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Schritt 2.7.1

Setze $u - 4$ gleich $0$ .

$u - 4 = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.7.2

Addiere $4$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$u = 4$

$y = x^{2} - 4$

$u = 4$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.8

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

$u = 0, 4$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.9

Rücksubstituiere den tatsächlichen Wert von $u = x^{2}$ in die gelöste Gleichung.

$x^{2} = 0$

$x^{2} = 4$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.10

Löse die erste Gleichung nach $x$ auf.

$x^{2} = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.11

Löse die Gleichung nach $x$ auf.

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Schritt 2.11.1

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{0}$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.11.2

Vereinfache $\pm \sqrt{0}$ .

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Schritt 2.11.2.1

Schreibe $0$ als $0^{2}$ um.

$x = \pm \sqrt{0^{2}}$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.11.2.2

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

$x = \pm 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.11.2.3

Plus oder Minus $0$ ist $0$ .

$x = 0$

$y = x^{2} - 4$

$x = 0$

$y = x^{2} - 4$

$x = 0$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.12

Löse die zweite Gleichung nach $x$ auf.

$x^{2} = 4$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.13

Löse die Gleichung nach $x$ auf.

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Schritt 2.13.1

Entferne die Klammern.

$x^{2} = 4$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.13.2

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{4}$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.13.3

Vereinfache $\pm \sqrt{4}$ .

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Schritt 2.13.3.1

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

$x = \pm \sqrt{2^{2}}$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.13.3.2

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

$x = \pm 2$

$y = x^{2} - 4$

$x = \pm 2$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.13.4

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

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Schritt 2.13.4.1

Verwende zunächst den positiven Wert des $\pm$ , um die erste Lösung zu finden.

$x = 2$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.13.4.2

Als Nächstes verwende den negativen Wert von $\pm$ , um die zweite Lösung zu finden.

$x = - 2$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.13.4.3

Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.

$x = 2, - 2$

$y = x^{2} - 4$

$x = 2, - 2$

$y = x^{2} - 4$

$x = 2, - 2$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 2.14

Die Lösung von $4 x^{4} - 16 x^{2} + 64 = 64$ ist $x = 0, 2, - 2$ .

$x = 0, 2, - 2$

$y = x^{2} - 4$

$x = 0, 2, - 2$

$y = x^{2} - 4$

Schritt 3

Ersetze alle Vorkommen von $x$ durch $0$ in jeder Gleichung.

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Schritt 3.1

Ersetze alle $x$ in $y = x^{2} - 4$ durch $0$ .

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

$x = 0$

Schritt 3.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.2.1

Vereinfache ${(0)}^{2} - 4$ .

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Schritt 3.2.1.1

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

$y = 0 - 4$

$x = 0$

Schritt 3.2.1.2

Subtrahiere $4$ von $0$ .

$y = - 4$

$x = 0$

$y = - 4$

$x = 0$

$y = - 4$

$x = 0$

$y = - 4$

$x = 0$

Schritt 4

Ersetze alle Vorkommen von $x$ durch $2$ in jeder Gleichung.

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Schritt 4.1

Ersetze alle $x$ in $y = x^{2} - 4$ durch $2$ .

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

$x = 2$

Schritt 4.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 4.2.1

Vereinfache ${(2)}^{2} - 4$ .

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Schritt 4.2.1.1

Potenziere $2$ mit $2$ .

$y = 4 - 4$

$x = 2$

Schritt 4.2.1.2

Subtrahiere $4$ von $4$ .

$y = 0$

$x = 2$

$y = 0$

$x = 2$

$y = 0$

$x = 2$

$y = 0$

$x = 2$

Schritt 5

Ersetze alle Vorkommen von $x$ durch $0$ in jeder Gleichung.

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Schritt 5.1

Ersetze alle $x$ in $y = x^{2} - 4$ durch $0$ .

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

$x = 0$

Schritt 5.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 5.2.1

Vereinfache ${(0)}^{2} - 4$ .

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Schritt 5.2.1.1

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

$y = 0 - 4$

$x = 0$

Schritt 5.2.1.2

Subtrahiere $4$ von $0$ .

$y = - 4$

$x = 0$

$y = - 4$

$x = 0$

$y = - 4$

$x = 0$

$y = - 4$

$x = 0$

Schritt 6

Ersetze alle Vorkommen von $x$ durch $2$ in jeder Gleichung.

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Schritt 6.1

Ersetze alle $x$ in $y = x^{2} - 4$ durch $2$ .

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

$x = 2$

Schritt 6.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 6.2.1

Vereinfache ${(2)}^{2} - 4$ .

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Schritt 6.2.1.1

Potenziere $2$ mit $2$ .

$y = 4 - 4$

$x = 2$

Schritt 6.2.1.2

Subtrahiere $4$ von $4$ .

$y = 0$

$x = 2$

$y = 0$

$x = 2$

$y = 0$

$x = 2$

$y = 0$

$x = 2$

Schritt 7

Ersetze alle Vorkommen von $x$ durch $- 2$ in jeder Gleichung.

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Schritt 7.1

Ersetze alle $x$ in $y = x^{2} - 4$ durch $- 2$ .

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

$x = - 2$

Schritt 7.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 7.2.1

Vereinfache ${(- 2)}^{2} - 4$ .

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Schritt 7.2.1.1

Potenziere $- 2$ mit $2$ .

$y = 4 - 4$

$x = - 2$

Schritt 7.2.1.2

Subtrahiere $4$ von $4$ .

$y = 0$

$x = - 2$

$y = 0$

$x = - 2$

$y = 0$

$x = - 2$

$y = 0$

$x = - 2$

Schritt 8

Die Lösung des Systems ist der vollständige Satz geordneter Paare, die gültige Lösungen sind.

$(0, - 4)$

$(2, 0)$

$(- 2, 0)$

Schritt 9

Das Ergebnis kann in mehreren Formen wiedergegeben werden.

Punkt-Form:

$(0, - 4), (2, 0), (- 2, 0)$

Gleichungsform:

$x = 0, y = - 4$

$x = 2, y = 0$

$x = - 2, y = 0$

Schritt 10