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Beliebt Trigonometrie >

4sin^4(x)+12cos^2(x)-7=0

Lösung

4 sin^{4} (x) + 12 cos^{2} (x) - 7 = 0

Lösung

x = \frac{π}{4} + 2 πn, x = \frac{3 π}{4} + 2 πn, x = \frac{5 π}{4} + 2 πn, x = \frac{7 π}{4} + 2 πn

Grad

x = 4 5^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 13 5^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 22 5^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 31 5^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Schritte zur Lösung

4 sin^{4} (x) + 12 cos^{2} (x) - 7 = 0

Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten

- 7 + 12 cos^{2} (x) + 4 sin^{4} (x)

Verwende die Pythagoreische Identität:

cos^{2} (x) + sin^{2} (x) = 1

cos^{2} (x) = 1 - sin^{2} (x)

= - 7 + 12 (1 - sin^{2} (x)) + 4 sin^{4} (x)

Vereinfache

- 7 + 12 (1 - sin^{2} (x)) + 4 sin^{4} (x) : 4 sin^{4} (x) - 12 sin^{2} (x) + 5

- 7 + 12 (1 - sin^{2} (x)) + 4 sin^{4} (x)

Multipliziere aus

12 (1 - sin^{2} (x)) : 12 - 12 sin^{2} (x)

12 (1 - sin^{2} (x))

Wende das Distributivgesetz an:

a (b - c) = ab - a c

a = 12, b = 1, c = sin^{2} (x)

= 12 \cdot 1 - 12 sin^{2} (x)

Multipliziere die Zahlen:

12 \cdot 1 = 12

= 12 - 12 sin^{2} (x)

= - 7 + 12 - 12 sin^{2} (x) + 4 sin^{4} (x)

Addiere/Subtrahiere die Zahlen:

- 7 + 12 = 5

= 4 sin^{4} (x) - 12 sin^{2} (x) + 5

= 4 sin^{4} (x) - 12 sin^{2} (x) + 5

5 - 12 sin^{2} (x) + 4 sin^{4} (x) = 0

Löse mit Substitution

5 - 12 sin^{2} (x) + 4 sin^{4} (x) = 0

Angenommen:

sin (x) = u

5 - 12 u^{2} + 4 u^{4} = 0

5 - 12 u^{2} + 4 u^{4} = 0 : u = \frac{5}{2}, u = - \frac{5}{2}, u = \frac{1}{2}, u = - \frac{1}{2}

5 - 12 u^{2} + 4 u^{4} = 0

Schreibe in der Standard Form

a_{n} x^{n} + \dots + a_{1} x + a_{0} = 0

4 u^{4} - 12 u^{2} + 5 = 0

Schreibe die Gleichung um mit

v = u^{2}

und

v^{2} = u^{4}

4 v^{2} - 12 v + 5 = 0

Löse

4 v^{2} - 12 v + 5 = 0 : v = \frac{5}{2}, v = \frac{1}{2}

4 v^{2} - 12 v + 5 = 0

Löse mit der quadratischen Formel

4 v^{2} - 12 v + 5 = 0

Quadratische Formel für Gliechungen:

Für

a = 4, b = - 12, c = 5

v_{1, 2} = \frac{- ( - 12 ) \pm ( - 12 ) ^{2} - 4 \cdot 4 \cdot 5}{2 \cdot 4}

v_{1, 2} = \frac{- ( - 12 ) \pm ( - 12 ) ^{2} - 4 \cdot 4 \cdot 5}{2 \cdot 4}

(- 12)^{2} - 4 \cdot 4 \cdot 5 = 8

(- 12)^{2} - 4 \cdot 4 \cdot 5

Wende Exponentenregel an:

(- a)^{n} = a^{n},

wenn

n

gerade ist

(- 12)^{2} = 1 2^{2}

= 1 2^{2} - 4 \cdot 4 \cdot 5

Multipliziere die Zahlen:

4 \cdot 4 \cdot 5 = 80

= 1 2^{2} - 80

1 2^{2} = 144

= 144 - 80

Subtrahiere die Zahlen:

144 - 80 = 64

= 64

Faktorisiere die Zahl:

64 = 8^{2}

= 8^{2}

Wende Radikal Regel an:

n a^{n} = a

8^{2} = 8

= 8

v_{1, 2} = \frac{- ( - 12 ) \pm 8}{2 \cdot 4}

Trenne die Lösungen

v_{1} = \frac{- ( - 12 ) + 8}{2 \cdot 4}, v_{2} = \frac{- ( - 12 ) - 8}{2 \cdot 4}

v = \frac{- ( - 12 ) + 8}{2 \cdot 4} : \frac{5}{2}

\frac{- ( - 12 ) + 8}{2 \cdot 4}

Wende Regel an

- (- a) = a

= \frac{12 + 8}{2 \cdot 4}

Addiere die Zahlen:

12 + 8 = 20

= \frac{20}{2 \cdot 4}

Multipliziere die Zahlen:

2 \cdot 4 = 8

= \frac{20}{8}

Streiche die gemeinsamen Faktoren:

4

= \frac{5}{2}

v = \frac{- ( - 12 ) - 8}{2 \cdot 4} : \frac{1}{2}

\frac{- ( - 12 ) - 8}{2 \cdot 4}

Wende Regel an

- (- a) = a

= \frac{12 - 8}{2 \cdot 4}

Subtrahiere die Zahlen:

12 - 8 = 4

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

Multipliziere die Zahlen:

2 \cdot 4 = 8

= \frac{4}{8}

Streiche die gemeinsamen Faktoren:

4

= \frac{1}{2}

Die Lösungen für die quadratische Gleichung sind:

v = \frac{5}{2}, v = \frac{1}{2}

v = \frac{5}{2}, v = \frac{1}{2}

Setze

v = u^{2} w i e d er e in,

löse für

u

Löse

u^{2} = \frac{5}{2} : u = \frac{5}{2}, u = - \frac{5}{2}

u^{2} = \frac{5}{2}

Für

x^{2} = f (a)

sind die Lösungen

x = f (a), - f (a)

u = \frac{5}{2}, u = - \frac{5}{2}

Löse

u^{2} = \frac{1}{2} : u = \frac{1}{2}, u = - \frac{1}{2}

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

Für

x^{2} = f (a)

sind die Lösungen

x = f (a), - f (a)

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

Die Lösungen sind

u = \frac{5}{2}, u = - \frac{5}{2}, u = \frac{1}{2}, u = - \frac{1}{2}

Setze in

u = sin (x)

ein

sin (x) = \frac{5}{2}, sin (x) = - \frac{5}{2}, sin (x) = \frac{1}{2}, sin (x) = - \frac{1}{2}

sin (x) = \frac{5}{2}, sin (x) = - \frac{5}{2}, sin (x) = \frac{1}{2}, sin (x) = - \frac{1}{2}

sin (x) = \frac{5}{2} :

Keine Lösung

sin (x) = \frac{5}{2}

- 1 \leq sin (x) \leq 1

Keine L \overset{o}{¨} sung

sin (x) = - \frac{5}{2} :

Keine Lösung

sin (x) = - \frac{5}{2}

- 1 \leq sin (x) \leq 1

Keine L \overset{o}{¨} sung

sin (x) = \frac{1}{2} : x = \frac{π}{4} + 2 πn, x = \frac{3 π}{4} + 2 πn

sin (x) = \frac{1}{2}

Allgemeine Lösung für

sin (x) = \frac{1}{2}

sin (x)

Periodizitätstabelle mit

2 πn

Zyklus:

x = \frac{π}{4} + 2 πn, x = \frac{3 π}{4} + 2 πn

x = \frac{π}{4} + 2 πn, x = \frac{3 π}{4} + 2 πn

sin (x) = - \frac{1}{2} : x = \frac{5 π}{4} + 2 πn, x = \frac{7 π}{4} + 2 πn

sin (x) = - \frac{1}{2}

Allgemeine Lösung für

sin (x) = - \frac{1}{2}

sin (x)

Periodizitätstabelle mit

2 πn

Zyklus:

x = \frac{5 π}{4} + 2 πn, x = \frac{7 π}{4} + 2 πn

x = \frac{5 π}{4} + 2 πn, x = \frac{7 π}{4} + 2 πn

Kombiniere alle Lösungen

x = \frac{π}{4} + 2 πn, x = \frac{3 π}{4} + 2 πn, x = \frac{5 π}{4} + 2 πn, x = \frac{7 π}{4} + 2 πn

Graph

Beliebte Beispiele

5sin(a)=4

2cos^4(x)+8sin^2(x)=5

cos^4(a)+cos^2(a)=1

1-cos(x)=2+cos(x)

(1+cos(4x))sin(4x)=2cos^2(2x)