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cos^4(x)=1-8sin^2(x)cos^2(x)

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Lösung

cos4(x)=1−8sin2(x)cos2(x)

Lösung

x=1.18319…+2πn,x=2π−1.18319…+2πn,x=1.95839…+2πn,x=−1.95839…+2πn,x=2πn,x=π+2πn
+1
Grad
x=67.79234…∘+360∘n,x=292.20765…∘+360∘n,x=112.20765…∘+360∘n,x=−112.20765…∘+360∘n,x=0∘+360∘n,x=180∘+360∘n
Schritte zur Lösung
cos4(x)=1−8sin2(x)cos2(x)
Subtrahiere 1−8sin2(x)cos2(x) von beiden Seitencos4(x)−1+8sin2(x)cos2(x)=0
Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten
−1+cos4(x)+8cos2(x)sin2(x)
Verwende die Pythagoreische Identität: cos2(x)+sin2(x)=1sin2(x)=1−cos2(x)=−1+cos4(x)+8cos2(x)(1−cos2(x))
Vereinfache −1+cos4(x)+8cos2(x)(1−cos2(x)):−7cos4(x)+8cos2(x)−1
−1+cos4(x)+8cos2(x)(1−cos2(x))
Multipliziere aus 8cos2(x)(1−cos2(x)):8cos2(x)−8cos4(x)
8cos2(x)(1−cos2(x))
Wende das Distributivgesetz an: a(b−c)=ab−aca=8cos2(x),b=1,c=cos2(x)=8cos2(x)⋅1−8cos2(x)cos2(x)
=8⋅1⋅cos2(x)−8cos2(x)cos2(x)
Vereinfache 8⋅1⋅cos2(x)−8cos2(x)cos2(x):8cos2(x)−8cos4(x)
8⋅1⋅cos2(x)−8cos2(x)cos2(x)
8⋅1⋅cos2(x)=8cos2(x)
8⋅1⋅cos2(x)
Multipliziere die Zahlen: 8⋅1=8=8cos2(x)
8cos2(x)cos2(x)=8cos4(x)
8cos2(x)cos2(x)
Wende Exponentenregel an: ab⋅ac=ab+ccos2(x)cos2(x)=cos2+2(x)=8cos2+2(x)
Addiere die Zahlen: 2+2=4=8cos4(x)
=8cos2(x)−8cos4(x)
=8cos2(x)−8cos4(x)
=−1+cos4(x)+8cos2(x)−8cos4(x)
Vereinfache −1+cos4(x)+8cos2(x)−8cos4(x):−7cos4(x)+8cos2(x)−1
−1+cos4(x)+8cos2(x)−8cos4(x)
Fasse gleiche Terme zusammen=cos4(x)+8cos2(x)−8cos4(x)−1
Addiere gleiche Elemente: cos4(x)−8cos4(x)=−7cos4(x)=−7cos4(x)+8cos2(x)−1
=−7cos4(x)+8cos2(x)−1
=−7cos4(x)+8cos2(x)−1
−1−7cos4(x)+8cos2(x)=0
Löse mit Substitution
−1−7cos4(x)+8cos2(x)=0
Angenommen: cos(x)=u−1−7u4+8u2=0
−1−7u4+8u2=0:u=71​​,u=−71​​,u=1,u=−1
−1−7u4+8u2=0
Schreibe in der Standard Form an​xn+…+a1​x+a0​=0−7u4+8u2−1=0
Schreibe die Gleichung um mit v=u2 und v2=u4−7v2+8v−1=0
Löse −7v2+8v−1=0:v=71​,v=1
−7v2+8v−1=0
Löse mit der quadratischen Formel
−7v2+8v−1=0
Quadratische Formel für Gliechungen:
Für a=−7,b=8,c=−1v1,2​=2(−7)−8±82−4(−7)(−1)​​
v1,2​=2(−7)−8±82−4(−7)(−1)​​
82−4(−7)(−1)​=6
82−4(−7)(−1)​
Wende Regel an −(−a)=a=82−4⋅7⋅1​
Multipliziere die Zahlen: 4⋅7⋅1=28=82−28​
82=64=64−28​
Subtrahiere die Zahlen: 64−28=36=36​
Faktorisiere die Zahl: 36=62=62​
Wende Radikal Regel an: nan​=a62​=6=6
v1,2​=2(−7)−8±6​
Trenne die Lösungenv1​=2(−7)−8+6​,v2​=2(−7)−8−6​
v=2(−7)−8+6​:71​
2(−7)−8+6​
Entferne die Klammern: (−a)=−a=−2⋅7−8+6​
Addiere/Subtrahiere die Zahlen: −8+6=−2=−2⋅7−2​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅7=14=−14−2​
Wende Bruchregel an: −b−a​=ba​=142​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=71​
v=2(−7)−8−6​:1
2(−7)−8−6​
Entferne die Klammern: (−a)=−a=−2⋅7−8−6​
Subtrahiere die Zahlen: −8−6=−14=−2⋅7−14​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅7=14=−14−14​
Wende Bruchregel an: −b−a​=ba​=1414​
Wende Regel an aa​=1=1
Die Lösungen für die quadratische Gleichung sind: v=71​,v=1
v=71​,v=1
Setze v=u2wiederein,löse für u
Löse u2=71​:u=71​​,u=−71​​
u2=71​
Für x2=f(a) sind die Lösungen x=f(a)​,−f(a)​
u=71​​,u=−71​​
Löse u2=1:u=1,u=−1
u2=1
Für x2=f(a) sind die Lösungen x=f(a)​,−f(a)​
u=1​,u=−1​
1​=1
1​
Wende Regel an 1​=1=1
−1​=−1
−1​
Wende Regel an 1​=1=−1
u=1,u=−1
Die Lösungen sind
u=71​​,u=−71​​,u=1,u=−1
Setze in u=cos(x)eincos(x)=71​​,cos(x)=−71​​,cos(x)=1,cos(x)=−1
cos(x)=71​​,cos(x)=−71​​,cos(x)=1,cos(x)=−1
cos(x)=71​​:x=arccos(71​​)+2πn,x=2π−arccos(71​​)+2πn
cos(x)=71​​
Wende die Eigenschaften der Trigonometrie an
cos(x)=71​​
Allgemeine Lösung für cos(x)=71​​cos(x)=a⇒x=arccos(a)+2πn,x=2π−arccos(a)+2πnx=arccos(71​​)+2πn,x=2π−arccos(71​​)+2πn
x=arccos(71​​)+2πn,x=2π−arccos(71​​)+2πn
cos(x)=−71​​:x=arccos(−71​​)+2πn,x=−arccos(−71​​)+2πn
cos(x)=−71​​
Wende die Eigenschaften der Trigonometrie an
cos(x)=−71​​
Allgemeine Lösung für cos(x)=−71​​cos(x)=−a⇒x=arccos(−a)+2πn,x=−arccos(−a)+2πnx=arccos(−71​​)+2πn,x=−arccos(−71​​)+2πn
x=arccos(−71​​)+2πn,x=−arccos(−71​​)+2πn
cos(x)=1:x=2πn
cos(x)=1
Allgemeine Lösung für cos(x)=1
cos(x) Periodizitätstabelle mit 2πn Zyklus:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
x=0+2πn
x=0+2πn
Löse x=0+2πn:x=2πn
x=0+2πn
0+2πn=2πnx=2πn
x=2πn
cos(x)=−1:x=π+2πn
cos(x)=−1
Allgemeine Lösung für cos(x)=−1
cos(x) Periodizitätstabelle mit 2πn Zyklus:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​cos(x)123​​22​​21​0−21​−22​​−23​​​xπ67π​45π​34π​23π​35π​47π​611π​​cos(x)−1−23​​−22​​−21​021​22​​23​​​​
x=π+2πn
x=π+2πn
Kombiniere alle Lösungenx=arccos(71​​)+2πn,x=2π−arccos(71​​)+2πn,x=arccos(−71​​)+2πn,x=−arccos(−71​​)+2πn,x=2πn,x=π+2πn
Zeige Lösungen in Dezimalform x=1.18319…+2πn,x=2π−1.18319…+2πn,x=1.95839…+2πn,x=−1.95839…+2πn,x=2πn,x=π+2πn

Graph

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