Trigonometrie Beispiele

$2 \cot^{2} (x) + 3 \csc (x) = 0$

Schritt 1

Ersetze die $2 \cot^{2} (x)$ durch $2 (\csc^{2} (x) - 1)$ basierend auf der $\cot^{2} (x) + 1 = \csc^{2} (x)$ -Identitätsgleichung.

$2 (\csc^{2} (x) - 1) + 3 \csc (x) = 0$

Schritt 2

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 2.1

Wende das Distributivgesetz an.

$2 \csc^{2} (x) + 2 \cdot - 1 + 3 \csc (x) = 0$

Schritt 2.2

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

$2 \csc^{2} (x) - 2 + 3 \csc (x) = 0$

Schritt 3

Stelle das Polynom um.

$2 \csc^{2} (x) + 3 \csc (x) - 2 = 0$

Schritt 4

Ersetze $\csc (x)$ durch $u$ .

$2 {(u)}^{2} + 3 (u) - 2 = 0$

Schritt 5

Faktorisiere durch Gruppieren.

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Schritt 5.1

Für ein Polynom der Form $a x^{2} + b x + c$ schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich $a \cdot c = 2 \cdot - 2 = - 4$ und deren Summe gleich $b = 3$ ist.

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Schritt 5.1.1

Faktorisiere $3$ aus $3 u$ heraus.

$2 u^{2} + 3 u - 2 = 0$

Schritt 5.1.2

Schreibe $3$ um als $- 1$ plus $4$

$2 u^{2} + (- 1 + 4) u - 2 = 0$

Schritt 5.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$2 u^{2} - 1 u + 4 u - 2 = 0$

Schritt 5.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.

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Schritt 5.2.1

Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.

$2 u^{2} - 1 u + 4 u - 2 = 0$

Schritt 5.2.2

Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.

$u (2 u - 1) + 2 (2 u - 1) = 0$

Schritt 5.3

Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, $2 u - 1$ .

$(2 u - 1) (u + 2) = 0$

Schritt 6

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

$2 u - 1 = 0$

$u + 2 = 0$

Schritt 7

Setze $2 u - 1$ gleich $0$ und löse nach $u$ auf.

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Schritt 7.1

Setze $2 u - 1$ gleich $0$ .

$2 u - 1 = 0$

Schritt 7.2

Löse $2 u - 1 = 0$ nach $u$ auf.

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Schritt 7.2.1

Addiere $1$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$2 u = 1$

Schritt 7.2.2

Teile jeden Ausdruck in $2 u = 1$ durch $2$ und vereinfache.

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Schritt 7.2.2.1

Teile jeden Ausdruck in $2 u = 1$ durch $2$ .

$\frac{2 u}{2} = \frac{1}{2}$

Schritt 7.2.2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 7.2.2.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 7.2.2.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 u}{2} = \frac{1}{2}$

Schritt 7.2.2.2.1.2

Dividiere $u$ durch $1$ .

$u = \frac{1}{2}$

Schritt 8

Setze $u + 2$ gleich $0$ und löse nach $u$ auf.

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Schritt 8.1

Setze $u + 2$ gleich $0$ .

$u + 2 = 0$

Schritt 8.2

Subtrahiere $2$ von beiden Seiten der Gleichung.

$u = - 2$

Schritt 9

Die endgültige Lösung sind alle Werte, die $(2 u - 1) (u + 2) = 0$ wahr machen.

$u = \frac{1}{2}, - 2$

Schritt 10

Ersetze $u$ durch $\csc (x)$ .

$\csc (x) = \frac{1}{2}, - 2$

Schritt 11

Stelle jede der Lösungen auf, um sie nach $x$ aufzulösen.

$\csc (x) = \frac{1}{2}$

$\csc (x) = - 2$

Schritt 12

Löse in $\csc (x) = \frac{1}{2}$ nach $x$ auf.

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Schritt 12.1

Der Wertebereich des Kosekans ist $y \leq - 1$ und $y \geq 1$ . Da $\frac{1}{2}$ nicht in diesen Bereich fällt, gibt es keine Lösung.

Keine Lösung

Schritt 13

Löse in $\csc (x) = - 2$ nach $x$ auf.

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Schritt 13.1

Wende den inversen Kosekans auf beide Seiten der Gleichung an, um $x$ aus dem Kosekans herauszuziehen.

$x = arccsc (- 2)$

Schritt 13.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 13.2.1

Der genau Wert von $arccsc (- 2)$ ist $- \frac{π}{6}$ .

$x = - \frac{π}{6}$

Schritt 13.3

The cosecant function is negative in the third and fourth quadrants. To find the second solution, subtract the solution from $2 π$ , to find a reference angle. Next, add this reference angle to $π$ to find the solution in the third quadrant.

$x = 2 π + \frac{π}{6} + π$

Schritt 13.4

Vereinfache den Ausdruck, um die zweite Lösung zu ermitteln.

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Schritt 13.4.1

Subtrahiere $2 π$ von $2 π + \frac{π}{6} + π$ .

$x = 2 π + \frac{π}{6} + π - 2 π$

Schritt 13.4.2

Der resultierende Winkel von $\frac{7 π}{6}$ ist positiv, kleiner als $2 π$ und gleich $2 π + \frac{π}{6} + π$ .

$x = \frac{7 π}{6}$

Schritt 13.5

Ermittele die Periode von $\csc (x)$ .

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Schritt 13.5.1

Die Periode der Funktion kann mithilfe von $\frac{2 π}{| b |}$ berechnet werden.

$\frac{2 π}{| b |}$

Schritt 13.5.2

Ersetze $b$ durch $1$ in der Formel für die Periode.

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Schritt 13.5.3

Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen $0$ und $1$ ist $1$ .

$\frac{2 π}{1}$

Schritt 13.5.4

Dividiere $2 π$ durch $1$ .

$2 π$

Schritt 13.6

Addiere $2 π$ zu jedem negativen Winkel, um positive Winkel zu erhalten.

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Schritt 13.6.1

Addiere $2 π$ zu $- \frac{π}{6}$ , um den positiven Winkel zu bestimmen.

$- \frac{π}{6} + 2 π$

Schritt 13.6.2

Um $2 π$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{6}{6}$ .

$2 π \cdot \frac{6}{6} - \frac{π}{6}$

Schritt 13.6.3

Kombiniere Brüche.

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Schritt 13.6.3.1

Kombiniere $2 π$ und $\frac{6}{6}$ .

$\frac{2 π \cdot 6}{6} - \frac{π}{6}$

Schritt 13.6.3.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{2 π \cdot 6 - π}{6}$

Schritt 13.6.4

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 13.6.4.1

Mutltipliziere $6$ mit $2$ .

$\frac{12 π - π}{6}$

Schritt 13.6.4.2

Subtrahiere $π$ von $12 π$ .

$\frac{11 π}{6}$

Schritt 13.6.5

Liste die neuen Winkel auf.

$x = \frac{11 π}{6}$

Schritt 13.7

Die Periode der Funktion $\csc (x)$ ist $2 π$ , d. h., Werte werden sich alle $2 π$ rad in beide Richtungen wiederholen.

$x = \frac{7 π}{6} + 2 π n, \frac{11 π}{6} + 2 π n$ , für jede ganze Zahl $n$

Schritt 14

Liste alle Lösungen auf.

$x = \frac{7 π}{6} + 2 π n, \frac{11 π}{6} + 2 π n$ , für jede ganze Zahl $n$