Trigonometrie Beispiele

$4 x^{2} + 4 x + y^{2} = 0$

Schritt 1

Bestimme die Standardform der Ellipse.

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Schritt 1.1

Wende die quadratische Ergänzung auf $4 x^{2} + 4 x$ an.

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Schritt 1.1.1

Wende die Form $a x^{2} + b x + c$ an, um die Werte für $a$ , $b$ und $c$ zu ermitteln.

$a = 4$

$b = 4$

$c = 0$

Schritt 1.1.2

Betrachte die Scheitelform einer Parabel.

$a {(x + d)}^{2} + e$

Schritt 1.1.3

Ermittle den Wert von $d$ mithilfe der Formel $d = \frac{b}{2 a}$ .

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Schritt 1.1.3.1

Setze die Werte von $a$ und $b$ in die Formel $d = \frac{b}{2 a}$ ein.

$d = \frac{4}{2 \cdot 4}$

Schritt 1.1.3.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 1.1.3.2.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von $4$ und $2$ .

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Schritt 1.1.3.2.1.1

Faktorisiere $2$ aus $4$ heraus.

$d = \frac{2 \cdot 2}{2 \cdot 4}$

Schritt 1.1.3.2.1.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 1.1.3.2.1.2.1

Faktorisiere $2$ aus $2 \cdot 4$ heraus.

$d = \frac{2 \cdot 2}{2 (4)}$

Schritt 1.1.3.2.1.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$d = \frac{2 \cdot 2}{2 \cdot 4}$

Schritt 1.1.3.2.1.2.3

Forme den Ausdruck um.

$d = \frac{2}{4}$

Schritt 1.1.3.2.2

Kürze den gemeinsamen Teiler von $2$ und $4$ .

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Schritt 1.1.3.2.2.1

Faktorisiere $2$ aus $2$ heraus.

$d = \frac{2 (1)}{4}$

Schritt 1.1.3.2.2.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 1.1.3.2.2.2.1

Faktorisiere $2$ aus $4$ heraus.

$d = \frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}$

Schritt 1.1.3.2.2.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$d = \frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}$

Schritt 1.1.3.2.2.2.3

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 1.1.4

Ermittle den Wert von $e$ mithilfe der Formel $e = c - \frac{b^{2}}{4 a}$ .

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Schritt 1.1.4.1

Setze die Werte von $c$ , $b$ , und $a$ in die Formel $e = c - \frac{b^{2}}{4 a}$ ein.

$e = 0 - \frac{4^{2}}{4 \cdot 4}$

Schritt 1.1.4.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 1.1.4.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 1.1.4.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von $4^{2}$ und $4$ .

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Schritt 1.1.4.2.1.1.1

Faktorisiere $4$ aus $4^{2}$ heraus.

$e = 0 - \frac{4 \cdot 4}{4 \cdot 4}$

Schritt 1.1.4.2.1.1.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 1.1.4.2.1.1.2.1

Faktorisiere $4$ aus $4 \cdot 4$ heraus.

$e = 0 - \frac{4 \cdot 4}{4 (4)}$

Schritt 1.1.4.2.1.1.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$e = 0 - \frac{4 \cdot 4}{4 \cdot 4}$

Schritt 1.1.4.2.1.1.2.3

Forme den Ausdruck um.

$e = 0 - \frac{4}{4}$

Schritt 1.1.4.2.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $4$ .

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Schritt 1.1.4.2.1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$e = 0 - \frac{4}{4}$

Schritt 1.1.4.2.1.2.2

Forme den Ausdruck um.

$e = 0 - 1 \cdot 1$

Schritt 1.1.4.2.1.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$e = 0 - 1$

Schritt 1.1.4.2.2

Subtrahiere $1$ von $0$ .

$e = - 1$

Schritt 1.1.5

Setze die Werte von $a$ , $d$ und $e$ in die Scheitelform $4 {(x + \frac{1}{2})}^{2} - 1$ ein.

$4 {(x + \frac{1}{2})}^{2} - 1$

Schritt 1.2

Setze $4 {(x + \frac{1}{2})}^{2} - 1$ für $4 x^{2} + 4 x$ ein in der Gleichung $4 x^{2} + 4 x + y^{2} = 0$ .

$4 {(x + \frac{1}{2})}^{2} - 1 + y^{2} = 0$

Schritt 1.3

Bringe $- 1$ auf die rechte Seite der Gleichung durch Addieren von $1$ auf beiden Seiten.

$4 {(x + \frac{1}{2})}^{2} + y^{2} = 0 + 1$

Schritt 1.4

Addiere $0$ und $1$ .

$4 {(x + \frac{1}{2})}^{2} + y^{2} = 1$

Schritt 1.5

Vereinfache jeden Term in der Gleichung, um die rechte Seite gleich $1$ zu setzen. Die Standardform einer Ellipse oder Hyperbel erfordert es, dass die rechte Seite der Gleichung gleich $1$ ist.

$\frac{{(x + \frac{1}{2})}^{2}}{\frac{1}{4}} + y^{2} = 1$

Schritt 2

Dies ist die Form einer Ellipse. Benutze diese Form, um die Werte zu ermitteln, die verwendet werden, um den Mittelpunkt zusammen mit der Haupt- und Nebenachse der Ellipse zu bestimmen.

$\frac{{(x - h)}^{2}}{b^{2}} + \frac{{(y - k)}^{2}}{a^{2}} = 1$

Schritt 3

Gleiche die Werte in dieser Ellipse mit denen der Standardform ab. Die Variable $a$ stellt den Radius der Hauptachse der Ellipse dar, $b$ den Radius der Nebenachse der Ellipse, $h$ das x-Offset vom Ursprung und $k$ das y-Offset vom Ursprung.

$a = 1$

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

$k = 0$

$h = - \frac{1}{2}$

Schritt 4

Der Mittelpunkt einer Ellipse folgt der Form $(h, k)$ . Setze die Werte von $h$ und $k$ ein.

$(- \frac{1}{2}, 0)$

Schritt 5

Berechne $c$ , den Abstand zwischen Mittelpunkt und Brennpunkt.

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Schritt 5.1

Ermittle den Abstand vom Mittelpunkt zu einem Brennpunkt der Ellipse durch Anwendung der folgenden Formel.

$\sqrt{a^{2} - b^{2}}$

Schritt 5.2

Ersetze die Werte von $a$ und $b$ in der Formel.

$\sqrt{{(1)}^{2} - {(\frac{1}{2})}^{2}}$

Schritt 5.3

Vereinfache.

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Schritt 5.3.1

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\sqrt{1 - {(\frac{1}{2})}^{2}}$

Schritt 5.3.2

Wende die Produktregel auf $\frac{1}{2}$ an.

$\sqrt{1 - \frac{1^{2}}{2^{2}}}$

Schritt 5.3.3

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\sqrt{1 - \frac{1}{2^{2}}}$

Schritt 5.3.4

Potenziere $2$ mit $2$ .

$\sqrt{1 - \frac{1}{4}}$

Schritt 5.3.5

Schreibe $1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.

$\sqrt{\frac{4}{4} - \frac{1}{4}}$

Schritt 5.3.6

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\sqrt{\frac{4 - 1}{4}}$

Schritt 5.3.7

Subtrahiere $1$ von $4$ .

$\sqrt{\frac{3}{4}}$

Schritt 5.3.8

Schreibe $\sqrt{\frac{3}{4}}$ als $\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{4}}$ um.

$\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{4}}$

Schritt 5.3.9

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 5.3.9.1

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

$\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2^{2}}}$

Schritt 5.3.9.2

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.

$\frac{\sqrt{3}}{2}$

Schritt 6

Finde die Scheitelpunkte.

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Schritt 6.1

Der erste Scheitelpunkt einer Ellipse kann durch Addieren von $a$ zu $k$ ermittelt werden.

$(h, k + a)$

Schritt 6.2

Setze die bekannten Werte von $h$ , $a$ und $k$ in die Formel ein.

$(- \frac{1}{2}, 0 + 1)$

Schritt 6.3

Vereinfache.

$(- \frac{1}{2}, 1)$

Schritt 6.4

The second vertex of an ellipse can be found by subtracting $a$ from $k$ .

$(h, k - a)$

Schritt 6.5

Setze die bekannten Werte von $h$ , $a$ und $k$ in die Formel ein.

$(- \frac{1}{2}, 0 - (1))$

Schritt 6.6

Vereinfache.

$(- \frac{1}{2}, - 1)$

Schritt 6.7

Ellipsen haben zwei Scheitelpunkte.

${Vertex}_{1}$ : $(- \frac{1}{2}, 1)$

${Vertex}_{2}$ : $(- \frac{1}{2}, - 1)$

${Vertex}_{1}$ : $(- \frac{1}{2}, 1)$

${Vertex}_{2}$ : $(- \frac{1}{2}, - 1)$

Schritt 7

Ermittle die Brennpunkte.

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Schritt 7.1

Der erste Brennpunkt einer Ellipse kann durch Addieren von $c$ zu $k$ gefunden werden.

$(h, k + c)$

Schritt 7.2

Setze die bekannten Werte von $h$ , $c$ und $k$ in die Formel ein.

$(- \frac{1}{2}, 0 + \frac{\sqrt{3}}{2})$

Schritt 7.3

Vereinfache.

$(- \frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2})$

Schritt 7.4

Der erste Brennpunkt einer Ellipse kann durch Subtrahieren von $c$ von $k$ gefunden werden.

$(h, k - c)$

Schritt 7.5

Setze die bekannten Werte von $h$ , $c$ und $k$ in die Formel ein.

$(- \frac{1}{2}, 0 - (\frac{\sqrt{3}}{2}))$

Schritt 7.6

Vereinfache.

$(- \frac{1}{2}, - \frac{\sqrt{3}}{2})$

Schritt 7.7

Ellipsen haben zwei Brennpunkte.

${Focus}_{1}$ : $(- \frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2})$

${Focus}_{2}$ : $(- \frac{1}{2}, - \frac{\sqrt{3}}{2})$

${Focus}_{1}$ : $(- \frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2})$

${Focus}_{2}$ : $(- \frac{1}{2}, - \frac{\sqrt{3}}{2})$

Schritt 8

Ermittle die Exzentrizität.

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Schritt 8.1

Bestimme die Exzentrizität mittels der folgenden Formel.

$\frac{\sqrt{a^{2} - b^{2}}}{a}$

Schritt 8.2

Setze die Werte von $a$ und $b$ in die Formel ein.

$\frac{\sqrt{{(1)}^{2} - {(\frac{1}{2})}^{2}}}{1}$

Schritt 8.3

Vereinfache.

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Schritt 8.3.1

Dividiere $\sqrt{{(1)}^{2} - {(\frac{1}{2})}^{2}}$ durch $1$ .

$\sqrt{{(1)}^{2} - {(\frac{1}{2})}^{2}}$

Schritt 8.3.2

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\sqrt{1 - {(\frac{1}{2})}^{2}}$

Schritt 8.3.3

Wende die Produktregel auf $\frac{1}{2}$ an.

$\sqrt{1 - \frac{1^{2}}{2^{2}}}$

Schritt 8.3.4

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$\sqrt{1 - \frac{1}{2^{2}}}$

Schritt 8.3.5

Potenziere $2$ mit $2$ .

$\sqrt{1 - \frac{1}{4}}$

Schritt 8.3.6

Schreibe $1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.

$\sqrt{\frac{4}{4} - \frac{1}{4}}$

Schritt 8.3.7

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\sqrt{\frac{4 - 1}{4}}$

Schritt 8.3.8

Subtrahiere $1$ von $4$ .

$\sqrt{\frac{3}{4}}$

Schritt 8.3.9

Schreibe $\sqrt{\frac{3}{4}}$ als $\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{4}}$ um.

$\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{4}}$

Schritt 8.3.10

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 8.3.10.1

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

$\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{2^{2}}}$

Schritt 8.3.10.2

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.

$\frac{\sqrt{3}}{2}$

Schritt 9

Diese Werte stellen die wichtigen Werte für die graphische Darstellung und Analyse einer Ellipse dar.

Mittelpunkt: $(- \frac{1}{2}, 0)$

${Vertex}_{1}$ : $(- \frac{1}{2}, 1)$

${Vertex}_{2}$ : $(- \frac{1}{2}, - 1)$

${Focus}_{1}$ : $(- \frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2})$

${Focus}_{2}$ : $(- \frac{1}{2}, - \frac{\sqrt{3}}{2})$

Exzentrizität: $\frac{\sqrt{3}}{2}$

Schritt 10