Elementarmathematik Beispiele

$\frac{x^{2} + 5 x + 3}{(x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}$

Schritt 1

Zerlege den Bruch und multipliziere mit dem gemeinsamen Nenner durch.

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Schritt 1.1

Bilde für jeden Faktor im Nenner einen neuen Bruch mit dem Faktor als Nenner und einem unbekannten Wert als Zähler. Da der Faktor im Nenner linear ist, setze eine einzelne Variable für den Zähler ein $A$ .

$\frac{A}{x + 1}$

Schritt 1.2

Bilde für jeden Faktor im Nenner einen neuen Bruch mit dem Faktor als Nenner und einem unbekannten Wert als Zähler. Da der Faktor von zweiter Ordnung ist, sind $2$ Terme im Zähler erforderlich. Die Anzahl der erforderlichen Terme im Zähler ist immer gleich der Ordnung des Faktors im Nenner.

$\frac{A}{x + 1} + \frac{B x + C}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.3

Multipliziere jeden Bruch in der Gleichung mit dem Nenner des ursprünglichen Ausdrucks. In diesem Fall ist der Nenner gleich $(x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)$ .

$\frac{(x^{2} + 5 x + 3) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{(x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)} = \frac{(A) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x + 1} + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x + 1$ .

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Schritt 1.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{(x^{2} + 5 x + 3) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{(x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)} = \frac{(A) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x + 1} + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{(x^{2} + 5 x + 3) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1} = \frac{(A) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x + 1} + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.5

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x^{2} + 13 x + 1$ .

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Schritt 1.5.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{(x^{2} + 5 x + 3) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1} = \frac{(A) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x + 1} + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.5.2

Dividiere $x^{2} + 5 x + 3$ durch $1$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = \frac{(A) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x + 1} + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.6

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.6.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x + 1$ .

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Schritt 1.6.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$x^{2} + 5 x + 3 = \frac{A (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x + 1} + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.6.1.2

Dividiere $(A) (x^{2} + 13 x + 1)$ durch $1$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = (A) (x^{2} + 13 x + 1) + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.6.2

Wende das Distributivgesetz an.

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + A (13 x) + A \cdot 1 + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.6.3

Vereinfache.

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Schritt 1.6.3.1

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A \cdot 1 + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.6.3.2

Mutltipliziere $A$ mit $1$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.6.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x^{2} + 13 x + 1$ .

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Schritt 1.6.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + \frac{(B x + C) (x + 1) (x^{2} + 13 x + 1)}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 1.6.4.2

Dividiere $(B x + C) (x + 1)$ durch $1$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + (B x + C) (x + 1)$

Schritt 1.6.5

Multipliziere $(B x + C) (x + 1)$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 1.6.5.1

Wende das Distributivgesetz an.

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + B x (x + 1) + C (x + 1)$

Schritt 1.6.5.2

Wende das Distributivgesetz an.

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + B x \cdot x + B x \cdot 1 + C (x + 1)$

Schritt 1.6.5.3

Wende das Distributivgesetz an.

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + B x \cdot x + B x \cdot 1 + C x + C \cdot 1$

Schritt 1.6.6

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.6.6.1

Multipliziere $x$ mit $x$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 1.6.6.1.1

Bewege $x$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + B (x \cdot x) + B x \cdot 1 + C x + C \cdot 1$

Schritt 1.6.6.1.2

Mutltipliziere $x$ mit $x$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + B x^{2} + B x \cdot 1 + C x + C \cdot 1$

Schritt 1.6.6.2

Mutltipliziere $B$ mit $1$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + B x^{2} + B x + C x + C \cdot 1$

Schritt 1.6.6.3

Mutltipliziere $C$ mit $1$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 A x + A + B x^{2} + B x + C x + C$

Schritt 1.7

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 1.7.1

Bewege $A$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 x A + A + B x^{2} + B x + C x + C$

Schritt 1.7.2

Stelle $B$ und $x^{2}$ um.

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 x A + A + B x^{2} + B x + C x + C$

Schritt 1.7.3

Stelle $B$ und $x$ um.

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 x A + A + B x^{2} + B x + C x + C$

Schritt 1.7.4

Bewege $A$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + 13 x A + B x^{2} + B x + C x + A + C$

Schritt 1.7.5

Bewege $13 x A$ .

$x^{2} + 5 x + 3 = A x^{2} + B x^{2} + 13 x A + B x + C x + A + C$

Schritt 2

Schreibe Gleichungen für die Teilbruchvariablen und benutze sie, um ein Gleichungssystem aufzustellen.

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Schritt 2.1

Erzeuge eine Gleichung für die Variablen der Partialbrüche durch Gleichsetzen der Koeffizienten von $x^{2}$ jeder Seite der Gleichung. Damit die Gleichung gilt, müssen äquivalente Koeffizienten auf jeder Seite der Gleichung gleich sein.

$1 = A + B$

Schritt 2.2

Erzeuge eine Gleichung für die Variablen der Partialbrüche durch Gleichsetzen der Koeffizienten von $x$ jeder Seite der Gleichung. Damit die Gleichung gilt, müssen äquivalente Koeffizienten auf jeder Seite der Gleichung gleich sein.

$5 = 13 A + B + C$

Schritt 2.3

Erzeuge eine Gleichung für die Variablen der Partialbrüche durch Gleichsetzen der Koeffizienten der Terme, die $x$ nicht enthalten. Damit die Gleichung gilt, müssen die äquivalenten Koeffizienten auf jeder Seite der Gleichung gleich sein.

$3 = A + C$

Schritt 2.4

Stelle das Gleichungssystem auf, um die Koeffizienten der Partialbrüche zu ermitteln.

$1 = A + B$

$5 = 13 A + B + C$

$3 = A + C$

$1 = A + B$

$5 = 13 A + B + C$

$3 = A + C$

Schritt 3

Löse das Gleichungssystem.

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Schritt 3.1

Löse in $1 = A + B$ nach $A$ auf.

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Schritt 3.1.1

Schreibe die Gleichung als $A + B = 1$ um.

$A + B = 1$

$5 = 13 A + B + C$

$3 = A + C$

Schritt 3.1.2

Subtrahiere $B$ von beiden Seiten der Gleichung.

$A = 1 - B$

$5 = 13 A + B + C$

$3 = A + C$

$A = 1 - B$

$5 = 13 A + B + C$

$3 = A + C$

Schritt 3.2

Ersetze alle Vorkommen von $A$ durch $1 - B$ in jeder Gleichung.

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Schritt 3.2.1

Ersetze alle $A$ in $5 = 13 A + B + C$ durch $1 - B$ .

$5 = 13 (1 - B) + B + C$

$A = 1 - B$

$3 = A + C$

Schritt 3.2.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.2.2.1

Vereinfache $13 (1 - B) + B + C$ .

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Schritt 3.2.2.1.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.2.2.1.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

$5 = 13 \cdot 1 + 13 (- B) + B + C$

$A = 1 - B$

$3 = A + C$

Schritt 3.2.2.1.1.2

Mutltipliziere $13$ mit $1$ .

$5 = 13 + 13 (- B) + B + C$

$A = 1 - B$

$3 = A + C$

Schritt 3.2.2.1.1.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $13$ .

$5 = 13 - 13 B + B + C$

$A = 1 - B$

$3 = A + C$

$5 = 13 - 13 B + B + C$

$A = 1 - B$

$3 = A + C$

Schritt 3.2.2.1.2

Addiere $- 13 B$ und $B$ .

$5 = 13 - 12 B + C$

$A = 1 - B$

$3 = A + C$

$5 = 13 - 12 B + C$

$A = 1 - B$

$3 = A + C$

$5 = 13 - 12 B + C$

$A = 1 - B$

$3 = A + C$

Schritt 3.2.3

Ersetze alle $A$ in $3 = A + C$ durch $1 - B$ .

$3 = (1 - B) + C$

$5 = 13 - 12 B + C$

$A = 1 - B$

Schritt 3.2.4

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.2.4.1

Entferne die Klammern.

$3 = 1 - B + C$

$5 = 13 - 12 B + C$

$A = 1 - B$

$3 = 1 - B + C$

$5 = 13 - 12 B + C$

$A = 1 - B$

$3 = 1 - B + C$

$5 = 13 - 12 B + C$

$A = 1 - B$

Schritt 3.3

Stelle $1$ und $- B$ um.

$A = - B + 1$

$3 = 1 - B + C$

$5 = 13 - 12 B + C$

Schritt 3.4

Löse in $3 = 1 - B + C$ nach $C$ auf.

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Schritt 3.4.1

Schreibe die Gleichung als $1 - B + C = 3$ um.

$1 - B + C = 3$

$A = - B + 1$

$5 = 13 - 12 B + C$

Schritt 3.4.2

Bringe alle Terme, die nicht $C$ enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 3.4.2.1

Subtrahiere $1$ von beiden Seiten der Gleichung.

$- B + C = 3 - 1$

$A = - B + 1$

$5 = 13 - 12 B + C$

Schritt 3.4.2.2

Addiere $B$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$C = 3 - 1 + B$

$A = - B + 1$

$5 = 13 - 12 B + C$

Schritt 3.4.2.3

Subtrahiere $1$ von $3$ .

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$5 = 13 - 12 B + C$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$5 = 13 - 12 B + C$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$5 = 13 - 12 B + C$

Schritt 3.5

Ersetze alle Vorkommen von $C$ durch $2 + B$ in jeder Gleichung.

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Schritt 3.5.1

Ersetze alle $C$ in $5 = 13 - 12 B + C$ durch $2 + B$ .

$5 = 13 - 12 B + 2 + B$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.5.2

Vereinfache $5 = 13 - 12 B + 2 + B$ .

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Schritt 3.5.2.1

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 3.5.2.1.1

Entferne die Klammern.

$5 = 13 - 12 B + 2 + B$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$5 = 13 - 12 B + 2 + B$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.5.2.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.5.2.2.1

Vereinfache $13 - 12 B + 2 + B$ .

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Schritt 3.5.2.2.1.1

Addiere $13$ und $2$ .

$5 = - 12 B + 15 + B$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.5.2.2.1.2

Addiere $- 12 B$ und $B$ .

$5 = - 11 B + 15$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$5 = - 11 B + 15$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$5 = - 11 B + 15$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$5 = - 11 B + 15$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$5 = - 11 B + 15$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.6

Löse in $5 = - 11 B + 15$ nach $B$ auf.

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Schritt 3.6.1

Schreibe die Gleichung als $- 11 B + 15 = 5$ um.

$- 11 B + 15 = 5$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.6.2

Bringe alle Terme, die nicht $B$ enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 3.6.2.1

Subtrahiere $15$ von beiden Seiten der Gleichung.

$- 11 B = 5 - 15$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.6.2.2

Subtrahiere $15$ von $5$ .

$- 11 B = - 10$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$- 11 B = - 10$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.6.3

Teile jeden Ausdruck in $- 11 B = - 10$ durch $- 11$ und vereinfache.

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Schritt 3.6.3.1

Teile jeden Ausdruck in $- 11 B = - 10$ durch $- 11$ .

$\frac{- 11 B}{- 11} = \frac{- 10}{- 11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.6.3.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 3.6.3.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $- 11$ .

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Schritt 3.6.3.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{- 11 B}{- 11} = \frac{- 10}{- 11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.6.3.2.1.2

Dividiere $B$ durch $1$ .

$B = \frac{- 10}{- 11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$B = \frac{- 10}{- 11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$B = \frac{- 10}{- 11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.6.3.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.6.3.3.1

Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.

$B = \frac{10}{11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$B = \frac{10}{11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$B = \frac{10}{11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

$B = \frac{10}{11}$

$C = 2 + B$

$A = - B + 1$

Schritt 3.7

Ersetze alle Vorkommen von $B$ durch $\frac{10}{11}$ in jeder Gleichung.

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Schritt 3.7.1

Ersetze alle $B$ in $C = 2 + B$ durch $\frac{10}{11}$ .

$C = 2 + \frac{10}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

Schritt 3.7.2

Vereinfache $C = 2 + \frac{10}{11}$ .

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Schritt 3.7.2.1

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 3.7.2.1.1

Entferne die Klammern.

$C = 2 + \frac{10}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

$C = 2 + \frac{10}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

Schritt 3.7.2.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.7.2.2.1

Vereinfache $2 + \frac{10}{11}$ .

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Schritt 3.7.2.2.1.1

Um $2$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{11}{11}$ .

$C = 2 \cdot \frac{11}{11} + \frac{10}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

Schritt 3.7.2.2.1.2

Kombiniere $2$ und $\frac{11}{11}$ .

$C = \frac{2 \cdot 11}{11} + \frac{10}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

Schritt 3.7.2.2.1.3

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$C = \frac{2 \cdot 11 + 10}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

Schritt 3.7.2.2.1.4

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 3.7.2.2.1.4.1

Mutltipliziere $2$ mit $11$ .

$C = \frac{22 + 10}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

Schritt 3.7.2.2.1.4.2

Addiere $22$ und $10$ .

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = - B + 1$

Schritt 3.7.3

Ersetze alle $B$ in $A = - B + 1$ durch $\frac{10}{11}$ .

$A = - (\frac{10}{11}) + 1$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

Schritt 3.7.4

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 3.7.4.1

Vereinfache $- (\frac{10}{11}) + 1$ .

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Schritt 3.7.4.1.1

Schreibe $1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.

$A = - \frac{10}{11} + \frac{11}{11}$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

Schritt 3.7.4.1.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$A = \frac{- 10 + 11}{11}$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

Schritt 3.7.4.1.3

Addiere $- 10$ und $11$ .

$A = \frac{1}{11}$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = \frac{1}{11}$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = \frac{1}{11}$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

$A = \frac{1}{11}$

$C = \frac{32}{11}$

$B = \frac{10}{11}$

Schritt 3.8

Liste alle Lösungen auf.

$A = \frac{1}{11}, C = \frac{32}{11}, B = \frac{10}{11}$

Schritt 4

Ersetze jeden Teilbruchkoeffizienten in $\frac{A}{x + 1} + \frac{B x + C}{x^{2} + 13 x + 1}$ durch die Werte, die für $A$ , $B$ und $C$ ermittelt wurden.

$\frac{\frac{1}{11}}{x + 1} + \frac{\frac{10}{11 x} + \frac{32}{11}}{x^{2} + 13 x + 1}$

Schritt 5

Kombiniere $\frac{10}{11}$ und $x$ .

$\frac{\frac{1}{11}}{x + 1} + \frac{\frac{10 x}{11} + \frac{32}{11}}{x^{2} + 13 x + 1}$