Trigonometrie Beispiele

$\cot^{2} (x) - 4 \csc (x) = - 5$

Schritt 1

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

$(\csc^{2} (x) - 1) - 4 \csc (x) = - 5$

Schritt 2

Stelle das Polynom um.

$\csc^{2} (x) - 4 \csc (x) - 1 = - 5$

Schritt 3

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

${(u)}^{2} - 4 u - 1 = - 5$

Schritt 4

Addiere $5$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$u^{2} - 4 u - 1 + 5 = 0$

Schritt 5

Addiere $- 1$ und $5$ .

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

Schritt 6

Faktorisiere unter Verwendung der binomischen Formeln.

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Schritt 6.1

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

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

Schritt 6.2

Überprüfe, ob der mittlere Term das Zweifache des Produkts der Zahlen ist, die im ersten Term und im dritten Term quadriert werden.

$4 u = 2 \cdot u \cdot 2$

Schritt 6.3

Schreibe das Polynom neu.

$u^{2} - 2 \cdot u \cdot 2 + 2^{2} = 0$

Schritt 6.4

Faktorisiere mithilfe der trinomischen Formel für das perfekte Quadrat $a^{2} - 2 a b + b^{2} = {(a - b)}^{2}$ , wobei $a = u$ und $b = 2$ .

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

Schritt 7

Setze $u - 2$ gleich $0$ .

$u - 2 = 0$

Schritt 8

Addiere $2$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$u = 2$

Schritt 9

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

$\csc (x) = 2$

Schritt 10

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

$x = arccsc (2)$

Schritt 11

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 11.1

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

$x = \frac{π}{6}$

Schritt 12

Die Kosekansfunktion ist positiv im ersten und zweiten Quadranten. Um die zweite Lösung zu ermitteln, subtrahiere den Referenzwinkel von $π$ , um die Lösung im zweiten Quadranten zu finden.

$x = π - \frac{π}{6}$

Schritt 13

Vereinfache $π - \frac{π}{6}$ .

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Schritt 13.1

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

$x = π \cdot \frac{6}{6} - \frac{π}{6}$

Schritt 13.2

Kombiniere Brüche.

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Schritt 13.2.1

Kombiniere $π$ und $\frac{6}{6}$ .

$x = \frac{π \cdot 6}{6} - \frac{π}{6}$

Schritt 13.2.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$x = \frac{π \cdot 6 - π}{6}$

Schritt 13.3

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 13.3.1

Bringe $6$ auf die linke Seite von $π$ .

$x = \frac{6 \cdot π - π}{6}$

Schritt 13.3.2

Subtrahiere $π$ von $6 π$ .

$x = \frac{5 π}{6}$

Schritt 14

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

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Schritt 14.1

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

$\frac{2 π}{| b |}$

Schritt 14.2

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

$\frac{2 π}{| 1 |}$

Schritt 14.3

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

$\frac{2 π}{1}$

Schritt 14.4

Dividiere $2 π$ durch $1$ .

$2 π$

Schritt 15

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

$x = \frac{π}{6} + 2 π n, \frac{5 π}{6} + 2 π n$ , für jede ganze Zahl $n$