Trigonometrie Beispiele

$\log_{b} (64) = 3$

Schritt 1

Schreibe $\log_{b} (64) = 3$ in eine Exponentialform indem du die Definition des Logarithmus verwendest. Wenn $x$ und $b$ positive reelle Zahlen sind und $b \neq 1$ ist, dann ist $\log_{b} (x) = y$ gleich $b^{y} = x$ .

$b^{3} = 64$

Schritt 2

Löse nach $b$ auf.

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Schritt 2.1

Subtrahiere $64$ von beiden Seiten der Gleichung.

$b^{3} - 64 = 0$

Schritt 2.2

Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 2.2.1

Schreibe $64$ als $4^{3}$ um.

$b^{3} - 4^{3} = 0$

Schritt 2.2.2

Da beide Terme perfekte Terme zur dritten Potenz sind, faktorisiere mithilfe der Formel für die Differenz kubischer Terme, $a^{3} - b^{3} = (a - b) (a^{2} + a b + b^{2})$ , mit $a = b$ und $b = 4$ .

$(b - 4) (b^{2} + b \cdot 4 + 4^{2}) = 0$

Schritt 2.2.3

Vereinfache.

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Schritt 2.2.3.1

Bringe $4$ auf die linke Seite von $b$ .

$(b - 4) (b^{2} + 4 b + 4^{2}) = 0$

Schritt 2.2.3.2

Potenziere $4$ mit $2$ .

$(b - 4) (b^{2} + 4 b + 16) = 0$

Schritt 2.3

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

$b - 4 = 0$

$b^{2} + 4 b + 16 = 0$

Schritt 2.4

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

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Schritt 2.4.1

Setze $b - 4$ gleich $0$ .

$b - 4 = 0$

Schritt 2.4.2

Addiere $4$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$b = 4$

Schritt 2.5

Setze $b^{2} + 4 b + 16$ gleich $0$ und löse nach $b$ auf.

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Schritt 2.5.1

Setze $b^{2} + 4 b + 16$ gleich $0$ .

$b^{2} + 4 b + 16 = 0$

Schritt 2.5.2

Löse $b^{2} + 4 b + 16 = 0$ nach $b$ auf.

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Schritt 2.5.2.1

Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.

$\frac{- b \pm \sqrt{b^{2} - 4 (a c)}}{2 a}$

Schritt 2.5.2.2

Setze die Werte $a = 1$ , $b = 4$ und $c = 16$ in die Quadratformel ein und löse nach $b$ auf.

$\frac{- 4 \pm \sqrt{4^{2} - 4 \cdot (1 \cdot 16)}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3

Vereinfache.

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Schritt 2.5.2.3.1

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 2.5.2.3.1.1

Potenziere $4$ mit $2$ .

$b = \frac{- 4 \pm \sqrt{16 - 4 \cdot 1 \cdot 16}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.2

Multipliziere $- 4 \cdot 1 \cdot 16$ .

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Schritt 2.5.2.3.1.2.1

Mutltipliziere $- 4$ mit $1$ .

$b = \frac{- 4 \pm \sqrt{16 - 4 \cdot 16}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.2.2

Mutltipliziere $- 4$ mit $16$ .

$b = \frac{- 4 \pm \sqrt{16 - 64}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.3

Subtrahiere $64$ von $16$ .

$b = \frac{- 4 \pm \sqrt{- 48}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.4

Schreibe $- 48$ als $- 1 (48)$ um.

$b = \frac{- 4 \pm \sqrt{- 1 \cdot 48}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.5

Schreibe $\sqrt{- 1 (48)}$ als $\sqrt{- 1} \cdot \sqrt{48}$ um.

$b = \frac{- 4 \pm \sqrt{- 1} \cdot \sqrt{48}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.6

Schreibe $\sqrt{- 1}$ als $i$ um.

$b = \frac{- 4 \pm i \cdot \sqrt{48}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.7

Schreibe $48$ als $4^{2} \cdot 3$ um.

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Schritt 2.5.2.3.1.7.1

Faktorisiere $16$ aus $48$ heraus.

$b = \frac{- 4 \pm i \cdot \sqrt{16 (3)}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.7.2

Schreibe $16$ als $4^{2}$ um.

$b = \frac{- 4 \pm i \cdot \sqrt{4^{2} \cdot 3}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.8

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.

$b = \frac{- 4 \pm i \cdot (4 \sqrt{3})}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.1.9

Bringe $4$ auf die linke Seite von $i$ .

$b = \frac{- 4 \pm 4 i \sqrt{3}}{2 \cdot 1}$

Schritt 2.5.2.3.2

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$b = \frac{- 4 \pm 4 i \sqrt{3}}{2}$

Schritt 2.5.2.3.3

Vereinfache $\frac{- 4 \pm 4 i \sqrt{3}}{2}$ .

$b = - 2 \pm 2 i \sqrt{3}$

Schritt 2.5.2.4

Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.

$b = - 2 + 2 i \sqrt{3}, - 2 - 2 i \sqrt{3}$

Schritt 2.6

Die endgültige Lösung sind alle Werte, die $(b - 4) (b^{2} + 4 b + 16) = 0$ wahr machen.

$b = 4, - 2 + 2 i \sqrt{3}, - 2 - 2 i \sqrt{3}$