Elementarmathematik Beispiele

Den trigonometrischen Ausdruck ausmultiplizieren sin(arccos(u)-arctan(v))
sin(cos-1(u)-tan-1(v))
Schritt 1
Wende die Identitätsgleichung für Winkeldifferenzen an.
sin(cos-1(u))cos(tan-1(v))-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2
Vereinfache Terme.
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Schritt 2.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 2.1.1
Zeichne ein Dreieck in die Ebene mit den Eckpunkten (u,12-u2), (u,0) und dem Ursprung. Dann ist cos-1(u) der Winkel zwischen der positiven x-Achse und dem Strahl, der im Ursprung beginnt und durch (u,12-u2) verläuft. Folglich ist sin(cos-1(u)) 1-u2.
1-u2cos(tan-1(v))-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.2
Schreibe 1 als 12 um.
12-u2cos(tan-1(v))-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.3
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, a2-b2=(a+b)(a-b), mit a=1 und b=u.
(1+u)(1-u)cos(tan-1(v))-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.4
Zeichne ein Dreieck in die Ebene mit den Eckpunkten (1,v), (1,0) und dem Ursprung. Dann ist tan-1(v) der Winkel zwischen der positiven x-Achse und dem Strahl, der im Ursprung beginnt und durch (1,v) verläuft. Folglich ist cos(tan-1(v)) 11+v2.
(1+u)(1-u)11+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.5
Mutltipliziere 11+v2 mit 1+v21+v2.
(1+u)(1-u)(11+v21+v21+v2)-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6
Vereinige und vereinfache den Nenner.
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Schritt 2.1.6.1
Mutltipliziere 11+v2 mit 1+v21+v2.
(1+u)(1-u)1+v21+v21+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.2
Potenziere 1+v2 mit 1.
(1+u)(1-u)1+v21+v211+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.3
Potenziere 1+v2 mit 1.
(1+u)(1-u)1+v21+v211+v21-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.4
Wende die Exponentenregel aman=am+n an, um die Exponenten zu kombinieren.
(1+u)(1-u)1+v21+v21+1-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.5
Addiere 1 und 1.
(1+u)(1-u)1+v21+v22-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.6
Schreibe 1+v22 als 1+v2 um.
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Schritt 2.1.6.6.1
Benutze axn=axn, um 1+v2 als (1+v2)12 neu zu schreiben.
(1+u)(1-u)1+v2((1+v2)12)2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, (am)n=amn.
(1+u)(1-u)1+v2(1+v2)122-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.6.3
Kombiniere 12 und 2.
(1+u)(1-u)1+v2(1+v2)22-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von 2.
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Schritt 2.1.6.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
(1+u)(1-u)1+v2(1+v2)22-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
(1+u)(1-u)1+v2(1+v2)1-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
(1+u)(1-u)1+v2(1+v2)1-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.6.6.5
Vereinfache.
(1+u)(1-u)1+v21+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
(1+u)(1-u)1+v21+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
(1+u)(1-u)1+v21+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.7
Multipliziere (1+u)(1-u)1+v21+v2.
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Schritt 2.1.7.1
Kombiniere (1+u)(1-u) und 1+v21+v2.
(1+u)(1-u)1+v21+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.7.2
Kombiniere unter Anwendung der Produktregel für das Wurzelziehen.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-cos(cos-1(u))sin(tan-1(v))
Schritt 2.1.8
Die Funktionen Kosinus und Arkuskosinus sind Inverse.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-usin(tan-1(v))
Schritt 2.1.9
Zeichne ein Dreieck in die Ebene mit den Eckpunkten (1,v), (1,0) und dem Ursprung. Dann ist tan-1(v) der Winkel zwischen der positiven x-Achse und dem Strahl, der im Ursprung beginnt und durch (1,v) verläuft. Folglich ist sin(tan-1(v)) v1+v2.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v2
Schritt 2.1.10
Mutltipliziere v1+v2 mit 1+v21+v2.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-u(v1+v21+v21+v2)
Schritt 2.1.11
Vereinige und vereinfache den Nenner.
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Schritt 2.1.11.1
Mutltipliziere v1+v2 mit 1+v21+v2.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v21+v21+v2
Schritt 2.1.11.2
Potenziere 1+v2 mit 1.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v21+v211+v2
Schritt 2.1.11.3
Potenziere 1+v2 mit 1.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v21+v211+v21
Schritt 2.1.11.4
Wende die Exponentenregel aman=am+n an, um die Exponenten zu kombinieren.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v21+v21+1
Schritt 2.1.11.5
Addiere 1 und 1.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v21+v22
Schritt 2.1.11.6
Schreibe 1+v22 als 1+v2 um.
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Schritt 2.1.11.6.1
Benutze axn=axn, um 1+v2 als (1+v2)12 neu zu schreiben.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v2((1+v2)12)2
Schritt 2.1.11.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, (am)n=amn.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v2(1+v2)122
Schritt 2.1.11.6.3
Kombiniere 12 und 2.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v2(1+v2)22
Schritt 2.1.11.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von 2.
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Schritt 2.1.11.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v2(1+v2)22
Schritt 2.1.11.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v2(1+v2)1
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v2(1+v2)1
Schritt 2.1.11.6.5
Vereinfache.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v21+v2
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v21+v2
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-uv1+v21+v2
Schritt 2.1.12
Kombiniere v1+v21+v2 und u.
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-v1+v2u1+v2
(1+u)(1-u)(1+v2)1+v2-v1+v2u1+v2
Schritt 2.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
(1+u)(1-u)(1+v2)-v1+v2u1+v2
(1+u)(1-u)(1+v2)-v1+v2u1+v2
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