Elementarmathematik Beispiele

Finde die Nullstellen mithilfe des Lemmas von Gauß x^4-x^3+2x^2-4x-8=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
Addiere und .
Schritt 4.2.3
Addiere und .
Schritt 4.2.4
Subtrahiere von .
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
Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.
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Schritt 7.1
Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.
Schritt 7.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.
Schritt 8
Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, .
Schritt 9
Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.
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Schritt 9.1
Gruppiere die Terme um.
Schritt 9.2
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 9.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.3
Faktorisiere mithilfe des Satzes über rationale Wurzeln.
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Schritt 9.3.1
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 9.3.2
Ermittle jede Kombination von . Dies sind die möglichen Wurzeln der Polynomfunktion.
Schritt 9.3.3
Setze ein und vereinfache den Ausdruck. In diesem Fall ist der Ausdruck gleich , folglich ist eine Wurzel des Polynoms.
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Schritt 9.3.3.1
Setze in das Polynom ein.
Schritt 9.3.3.2
Potenziere mit .
Schritt 9.3.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3.3.4
Subtrahiere von .
Schritt 9.3.3.5
Subtrahiere von .
Schritt 9.3.4
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 9.3.5
Dividiere durch .
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Schritt 9.3.5.1
Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert .
-++--
Schritt 9.3.5.2
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
-++--
Schritt 9.3.5.3
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
-++--
+-
Schritt 9.3.5.4
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
-++--
-+
Schritt 9.3.5.5
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
-++--
-+
+
Schritt 9.3.5.6
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
-++--
-+
++
Schritt 9.3.5.7
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
+
-++--
-+
++
Schritt 9.3.5.8
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
+
-++--
-+
++
+-
Schritt 9.3.5.9
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
+
-++--
-+
++
-+
Schritt 9.3.5.10
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
+
-++--
-+
++
-+
+
Schritt 9.3.5.11
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
+
-++--
-+
++
-+
+-
Schritt 9.3.5.12
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
++
-++--
-+
++
-+
+-
Schritt 9.3.5.13
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
++
-++--
-+
++
-+
+-
+-
Schritt 9.3.5.14
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
++
-++--
-+
++
-+
+-
-+
Schritt 9.3.5.15
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
++
-++--
-+
++
-+
+-
-+
+
Schritt 9.3.5.16
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
++
-++--
-+
++
-+
+-
-+
+-
Schritt 9.3.5.17
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
+++
-++--
-+
++
-+
+-
-+
+-
Schritt 9.3.5.18
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
+++
-++--
-+
++
-+
+-
-+
+-
+-
Schritt 9.3.5.19
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
+++
-++--
-+
++
-+
+-
-+
+-
-+
Schritt 9.3.5.20
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
+++
-++--
-+
++
-+
+-
-+
+-
-+
Schritt 9.3.5.21
Da der Rest gleich ist, ist der Quotient das endgültige Ergebnis.
Schritt 9.3.6
Schreibe als eine Menge von Faktoren.
Schritt 9.4
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 9.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.5
Addiere und .
Schritt 9.6
Faktorisiere.
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Schritt 9.6.1
Schreibe in eine faktorisierte Form um.
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Schritt 9.6.1.1
Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.
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Schritt 9.6.1.1.1
Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.
Schritt 9.6.1.1.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.
Schritt 9.6.1.2
Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, .
Schritt 9.6.2
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 10
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 11
Setze gleich und löse nach auf.
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Schritt 11.1
Setze gleich .
Schritt 11.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 12
Setze gleich und löse nach auf.
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Schritt 12.1
Setze gleich .
Schritt 12.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 13
Setze gleich und löse nach auf.
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Schritt 13.1
Setze gleich .
Schritt 13.2
Löse nach auf.
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Schritt 13.2.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 13.2.2
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Schritt 13.2.3
Vereinfache .
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Schritt 13.2.3.1
Schreibe als um.
Schritt 13.2.3.2
Schreibe als um.
Schritt 13.2.3.3
Schreibe als um.
Schritt 13.2.3.4
Schreibe als um.
Schritt 13.2.3.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 13.2.3.6
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 13.2.4
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
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Schritt 13.2.4.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 13.2.4.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 13.2.4.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 14
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 15