Trigonometrie Beispiele

Überprüfe die Identitätsgleichung sin(3x)=3sin(x)-4sin(x)^3
sin(3x)=3sin(x)-4sin3(x)sin(3x)=3sin(x)4sin3(x)
Schritt 1
Beginne auf der rechten Seite.
3sin(x)-4sin3(x)3sin(x)4sin3(x)
Schritt 2
Faktorisiere sin(x)sin(x) aus 3sin(x)-4sin3(x)3sin(x)4sin3(x) heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Faktorisiere sin(x)sin(x) aus 3sin(x)3sin(x) heraus.
sin(x)3-4sin3(x)sin(x)34sin3(x)
Schritt 2.2
Faktorisiere sin(x)sin(x) aus -4sin3(x)4sin3(x) heraus.
sin(x)3+sin(x)(-4sin2(x))sin(x)3+sin(x)(4sin2(x))
Schritt 2.3
Faktorisiere sin(x)sin(x) aus sin(x)3+sin(x)(-4sin2(x))sin(x)3+sin(x)(4sin2(x)) heraus.
sin(x)(3-4sin2(x))sin(x)(34sin2(x))
sin(x)(3-4sin2(x))sin(x)(34sin2(x))
Schritt 3
Wende den umgekehrten trigonometrischen Pythagoras an.
sin(x)(3-4(1-cos2(x)))sin(x)(34(1cos2(x)))
Schritt 4
Wende das Distributivgesetz an.
sin(x)(3-41-4(-cos2(x)))sin(x)(3414(cos2(x)))
Schritt 5
Vereinfache jeden Term.
sin(x)(3-4+4cos2(x))sin(x)(34+4cos2(x))
Schritt 6
Wende das Distributivgesetz an.
sin(x)3+sin(x)-4+sin(x)(4cos2(x))sin(x)3+sin(x)4+sin(x)(4cos2(x))
Schritt 7
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.1.1
Bringe 33 auf die linke Seite von sin(x)sin(x).
3sin(x)+sin(x)-4+sin(x)(4cos(x)2)3sin(x)+sin(x)4+sin(x)(4cos(x)2)
Schritt 7.1.2
Bringe -44 auf die linke Seite von sin(x)sin(x).
3sin(x)-4sin(x)+sin(x)(4cos(x)2)3sin(x)4sin(x)+sin(x)(4cos(x)2)
Schritt 7.1.3
Bringe 44 auf die linke Seite von sin(x)sin(x).
3sin(x)-4sin(x)+4sin(x)cos(x)23sin(x)4sin(x)+4sin(x)cos(x)2
3sin(x)-4sin(x)+4sin(x)cos(x)23sin(x)4sin(x)+4sin(x)cos(x)2
Schritt 7.2
Subtrahiere 4sin(x)4sin(x) von 3sin(x)3sin(x).
-sin(x)+4sin(x)cos2(x)sin(x)+4sin(x)cos2(x)
-sin(x)+4sin(x)cos2(x)sin(x)+4sin(x)cos2(x)
Schritt 8
Wende den umgekehrten trigonometrischen Pythagoras an.
-sin(x)+4sin(x)(1-sin2(x))sin(x)+4sin(x)(1sin2(x))
Schritt 9
Faktorisiere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1
Schreibe 11 als 1212 um.
-sin(x)+4sin(x)(12-sin2(x))sin(x)+4sin(x)(12sin2(x))
Schritt 9.2
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, a2-b2=(a+b)(a-b)a2b2=(a+b)(ab), mit a=1a=1 und b=sin(x)b=sin(x).
-sin(x)+4sin(x)((1+sin(x))(1-sin(x)))sin(x)+4sin(x)((1+sin(x))(1sin(x)))
Schritt 9.3
Entferne die Klammern.
-sin(x)+4sin(x)(1+sin(x))(1-sin(x))sin(x)+4sin(x)(1+sin(x))(1sin(x))
Schritt 9.4
Faktorisiere sin(x)sin(x) aus -sin(x)+4sin(x)(1+sin(x))(1-sin(x))sin(x)+4sin(x)(1+sin(x))(1sin(x)) heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.4.1
Faktorisiere sin(x)sin(x) aus -sin(x)sin(x) heraus.
sin(x)-1+4sin(x)(1+sin(x))(1-sin(x))sin(x)1+4sin(x)(1+sin(x))(1sin(x))
Schritt 9.4.2
Faktorisiere sin(x)sin(x) aus 4sin(x)(1+sin(x))(1-sin(x))4sin(x)(1+sin(x))(1sin(x)) heraus.
sin(x)-1+sin(x)((4(1+sin(x)))(1-sin(x)))sin(x)1+sin(x)((4(1+sin(x)))(1sin(x)))
Schritt 9.4.3
Faktorisiere sin(x)sin(x) aus sin(x)-1+sin(x)((4(1+sin(x)))(1-sin(x)))sin(x)1+sin(x)((4(1+sin(x)))(1sin(x))) heraus.
sin(x)(-1+(4(1+sin(x)))(1-sin(x)))sin(x)(1+(4(1+sin(x)))(1sin(x)))
sin(x)(-1+(4(1+sin(x)))(1-sin(x)))sin(x)(1+(4(1+sin(x)))(1sin(x)))
Schritt 9.5
Wende das Distributivgesetz an.
sin(x)(-1+(41+4sin(x))(1-sin(x)))sin(x)(1+(41+4sin(x))(1sin(x)))
Schritt 9.6
Mutltipliziere 44 mit 11.
sin(x)(-1+(4+4sin(x))(1-sin(x)))sin(x)(1+(4+4sin(x))(1sin(x)))
Schritt 9.7
Multipliziere (4+4sin(x))(1-sin(x))(4+4sin(x))(1sin(x)) aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.7.1
Wende das Distributivgesetz an.
sin(x)(-1+4(1-sin(x))+4sin(x)(1-sin(x)))sin(x)(1+4(1sin(x))+4sin(x)(1sin(x)))
Schritt 9.7.2
Wende das Distributivgesetz an.
sin(x)(-1+41+4(-sin(x))+4sin(x)(1-sin(x)))sin(x)(1+41+4(sin(x))+4sin(x)(1sin(x)))
Schritt 9.7.3
Wende das Distributivgesetz an.
sin(x)(-1+41+4(-sin(x))+4sin(x)1+4sin(x)(-sin(x)))sin(x)(1+41+4(sin(x))+4sin(x)1+4sin(x)(sin(x)))
sin(x)(-1+41+4(-sin(x))+4sin(x)1+4sin(x)(-sin(x)))sin(x)(1+41+4(sin(x))+4sin(x)1+4sin(x)(sin(x)))
Schritt 9.8
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in 41+4(-sin(x))+4sin(x)1+4sin(x)(-sin(x))41+4(sin(x))+4sin(x)1+4sin(x)(sin(x)).
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.8.1
Ordne die Faktoren in den Termen 4(-sin(x))4(sin(x)) und 4sin(x)14sin(x)1 neu an.
sin(x)(-1+41-14sin(x)+14sin(x)+4sin(x)(-sin(x)))sin(x)(1+4114sin(x)+14sin(x)+4sin(x)(sin(x)))
Schritt 9.8.2
Addiere -14sin(x)14sin(x) und 14sin(x)14sin(x).
sin(x)(-1+41+0+4sin(x)(-sin(x)))sin(x)(1+41+0+4sin(x)(sin(x)))
Schritt 9.8.3
Addiere 4141 und 00.
sin(x)(-1+41+4sin(x)(-sin(x)))sin(x)(1+41+4sin(x)(sin(x)))
sin(x)(-1+41+4sin(x)(-sin(x)))sin(x)(1+41+4sin(x)(sin(x)))
Schritt 9.9
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.9.1
Mutltipliziere 44 mit 11.
sin(x)(-1+4+4sin(x)(-sin(x)))sin(x)(1+4+4sin(x)(sin(x)))
Schritt 9.9.2
Multipliziere 4sin(x)(-sin(x))4sin(x)(sin(x)).
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.9.2.1
Mutltipliziere -11 mit 44.
sin(x)(-1+4-4sin(x)sin(x))sin(x)(1+44sin(x)sin(x))
Schritt 9.9.2.2
Potenziere sin(x)sin(x) mit 11.
sin(x)(-1+4-4(sin1(x)sin(x)))sin(x)(1+44(sin1(x)sin(x)))
Schritt 9.9.2.3
Potenziere sin(x)sin(x) mit 11.
sin(x)(-1+4-4(sin1(x)sin1(x)))sin(x)(1+44(sin1(x)sin1(x)))
Schritt 9.9.2.4
Wende die Exponentenregel aman=am+naman=am+n an, um die Exponenten zu kombinieren.
sin(x)(-1+4-4sin(x)1+1)sin(x)(1+44sin(x)1+1)
Schritt 9.9.2.5
Addiere 11 und 11.
sin(x)(-1+4-4sin2(x))sin(x)(1+44sin2(x))
sin(x)(-1+4-4sin2(x))sin(x)(1+44sin2(x))
sin(x)(-1+4-4sin2(x))sin(x)(1+44sin2(x))
Schritt 9.10
Faktorisiere 44 aus 44 heraus.
sin(x)(-1+4(1)-4sin2(x))sin(x)(1+4(1)4sin2(x))
Schritt 9.11
Faktorisiere 44 aus -4sin2(x)4sin2(x) heraus.
sin(x)(-1+4(1)+4(-sin2(x)))sin(x)(1+4(1)+4(sin2(x)))
Schritt 9.12
Faktorisiere 44 aus 4(1)+4(-sin2(x))4(1)+4(sin2(x)) heraus.
sin(x)(-1+4(1-sin2(x)))sin(x)(1+4(1sin2(x)))
Schritt 9.13
Wende den trigonometrischen Pythagoras an.
sin(x)(-1+4cos2(x))sin(x)(1+4cos2(x))
Schritt 9.14
Faktorisiere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.14.1
Schreibe -1+4cos2(x)1+4cos2(x) in eine faktorisierte Form um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.14.1.1
Schreibe 4cos2(x)4cos2(x) als (2cos(x))2(2cos(x))2 um.
sin(x)(-1+(2cos(x))2)sin(x)(1+(2cos(x))2)
Schritt 9.14.1.2
Schreibe 11 als 1212 um.
sin(x)(-12+(2cos(x))2)sin(x)(12+(2cos(x))2)
Schritt 9.14.1.3
Stelle -1212 und (2cos(x))2(2cos(x))2 um.
sin(x)((2cos(x))2-12)sin(x)((2cos(x))212)
Schritt 9.14.1.4
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, a2-b2=(a+b)(a-b)a2b2=(a+b)(ab), mit a=2cos(x)a=2cos(x) und b=1b=1.
sin(x)((2cos(x)+1)(2cos(x)-1))sin(x)((2cos(x)+1)(2cos(x)1))
sin(x)((2cos(x)+1)(2cos(x)-1))sin(x)((2cos(x)+1)(2cos(x)1))
Schritt 9.14.2
Entferne unnötige Klammern.
sin(x)(2cos(x)+1)(2cos(x)-1)sin(x)(2cos(x)+1)(2cos(x)1)
sin(x)(2cos(x)+1)(2cos(x)-1)sin(x)(2cos(x)+1)(2cos(x)1)
sin(x)(2cos(x)+1)(2cos(x)-1)sin(x)(2cos(x)+1)(2cos(x)1)
Schritt 10
Wende das Distributivgesetz an.
(sin(x)(2cos(x))+sin(x)1)(2cos(x)-1)(sin(x)(2cos(x))+sin(x)1)(2cos(x)1)
Schritt 11
Vereinfache jeden Term.
(2sin(x)cos(x)+sin(x))(2cos(x)-1)(2sin(x)cos(x)+sin(x))(2cos(x)1)
Schritt 12
Wende das Distributivgesetz an.
(2sin(x)cos(x)+sin(x))(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-1(2sin(x)cos(x)+sin(x))(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))1
Schritt 13
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
2sin(x)cos(x)(2cos(x))+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-12sin(x)cos(x)(2cos(x))+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))1
Schritt 13.1.2
Multipliziere 2sin(x)cos(x)(2cos(x))2sin(x)cos(x)(2cos(x)).
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.2.1
Mutltipliziere 22 mit 22.
4sin(x)cos(x)cos(x)+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-14sin(x)cos(x)cos(x)+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))1
Schritt 13.1.2.2
Potenziere cos(x)cos(x) mit 11.
4sin(x)(cos(x)1cos(x))+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-14sin(x)(cos(x)1cos(x))+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))1
Schritt 13.1.2.3
Potenziere cos(x)cos(x) mit 11.
4sin(x)(cos(x)1cos(x)1)+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-14sin(x)(cos(x)1cos(x)1)+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))1
Schritt 13.1.2.4
Wende die Exponentenregel aman=am+naman=am+n an, um die Exponenten zu kombinieren.
4sin(x)cos(x)1+1+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-14sin(x)cos(x)1+1+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))1
Schritt 13.1.2.5
Addiere 11 und 11.
4sin(x)cos(x)2+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-14sin(x)cos(x)2+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))1
4sin(x)cos(x)2+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-14sin(x)cos(x)2+sin(x)(2cos(x))+(2sin(x)cos(x)+sin(x))1
Schritt 13.1.3
Bringe 2 auf die linke Seite von sin(x).
4sin(x)cos(x)2+2sin(x)cos(x)+(2sin(x)cos(x)+sin(x))-1
Schritt 13.1.4
Wende das Distributivgesetz an.
4sin(x)cos(x)2+2sin(x)cos(x)+2sin(x)cos(x)-1+sin(x)-1
Schritt 13.1.5
Mutltipliziere -1 mit 2.
4sin(x)cos(x)2+2sin(x)cos(x)-2sin(x)cos(x)+sin(x)-1
Schritt 13.1.6
Bringe -1 auf die linke Seite von sin(x).
4sin(x)cos(x)2+2sin(x)cos(x)-2sin(x)cos(x)-1sin(x)
Schritt 13.1.7
Schreibe -1sin(x) als -sin(x) um.
4sin(x)cos(x)2+2sin(x)cos(x)-2sin(x)cos(x)-sin(x)
4sin(x)cos(x)2+2sin(x)cos(x)-2sin(x)cos(x)-sin(x)
Schritt 13.2
Subtrahiere 2sin(x)cos(x) von 2sin(x)cos(x).
4sin(x)cos(x)2+0-sin(x)
Schritt 13.3
Addiere 4sin(x)cos(x)2 und 0.
4sin(x)cos2(x)-sin(x)
4sin(x)cos2(x)-sin(x)
Schritt 14
Wende den umgekehrten trigonometrischen Pythagoras an.
4sin(x)(1-sin2(x))-sin(x)
Schritt 15
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
4sin(x)1+4sin(x)(-sin(x)2)-sin(x)
Schritt 15.1.2
Mutltipliziere 4 mit 1.
4sin(x)+4sin(x)(-sin(x)2)-sin(x)
Schritt 15.1.3
Multipliziere sin(x) mit sin(x)2 durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.1.3.1
Bewege sin(x)2.
4sin(x)+4(sin(x)2sin(x))-1-sin(x)
Schritt 15.1.3.2
Mutltipliziere sin(x)2 mit sin(x).
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.1.3.2.1
Potenziere sin(x) mit 1.
4sin(x)+4(sin(x)2sin(x)1)-1-sin(x)
Schritt 15.1.3.2.2
Wende die Exponentenregel aman=am+n an, um die Exponenten zu kombinieren.
4sin(x)+4sin(x)2+1-1-sin(x)
4sin(x)+4sin(x)2+1-1-sin(x)
Schritt 15.1.3.3
Addiere 2 und 1.
4sin(x)+4sin(x)3-1-sin(x)
4sin(x)+4sin(x)3-1-sin(x)
Schritt 15.1.4
Mutltipliziere -1 mit 4.
4sin(x)-4sin(x)3-sin(x)
4sin(x)-4sin(x)3-sin(x)
Schritt 15.2
Subtrahiere sin(x) von 4sin(x).
-4sin3(x)+3sin(x)
-4sin3(x)+3sin(x)
Schritt 16
Wende die Dreifachwinkelfunktion für den Sinus an.
sin(3x)
Schritt 17
Da gezeigt wurde, dass die beiden Seiten äquivalent sind, ist die Gleichung eine Identitätsgleichung.
sin(3x)=3sin(x)-4sin3(x) ist eine Identitätsgleichung
 [x2  12  π  xdx ]