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sin(2x)=cos(4x)

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Lösung

sin(2x)=cos(4x)

Lösung

x=12π+12πn​,x=125π+12πn​,x=43π+4πn​
+1
Grad
x=15∘+180∘n,x=75∘+180∘n,x=135∘+180∘n
Schritte zur Lösung
sin(2x)=cos(4x)
Subtrahiere cos(4x) von beiden Seitensin(2x)−cos(4x)=0
Angenommen: u=2xsin(u)−cos(2u)=0
Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten
−cos(2u)+sin(u)
Verwende die Doppelwinkelidentität: cos(2x)=1−2sin2(x)=−(1−2sin2(u))+sin(u)
−(1−2sin2(u)):−1+2sin2(u)
−(1−2sin2(u))
Setze Klammern=−(1)−(−2sin2(u))
Wende Minus-Plus Regeln an−(−a)=a,−(a)=−a=−1+2sin2(u)
=−1+2sin2(u)+sin(u)
−1+sin(u)+2sin2(u)=0
Löse mit Substitution
−1+sin(u)+2sin2(u)=0
Angenommen: sin(u)=u−1+u+2u2=0
−1+u+2u2=0:u=21​,u=−1
−1+u+2u2=0
Schreibe in der Standard Form ax2+bx+c=02u2+u−1=0
Löse mit der quadratischen Formel
2u2+u−1=0
Quadratische Formel für Gliechungen:
Für a=2,b=1,c=−1u1,2​=2⋅2−1±12−4⋅2(−1)​​
u1,2​=2⋅2−1±12−4⋅2(−1)​​
12−4⋅2(−1)​=3
12−4⋅2(−1)​
Wende Regel an 1a=112=1=1−4⋅2(−1)​
Wende Regel an −(−a)=a=1+4⋅2⋅1​
Multipliziere die Zahlen: 4⋅2⋅1=8=1+8​
Addiere die Zahlen: 1+8=9=9​
Faktorisiere die Zahl: 9=32=32​
Wende Radikal Regel an: nan​=a32​=3=3
u1,2​=2⋅2−1±3​
Trenne die Lösungenu1​=2⋅2−1+3​,u2​=2⋅2−1−3​
u=2⋅2−1+3​:21​
2⋅2−1+3​
Addiere/Subtrahiere die Zahlen: −1+3=2=2⋅22​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅2=4=42​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=21​
u=2⋅2−1−3​:−1
2⋅2−1−3​
Subtrahiere die Zahlen: −1−3=−4=2⋅2−4​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅2=4=4−4​
Wende Bruchregel an: b−a​=−ba​=−44​
Wende Regel an aa​=1=−1
Die Lösungen für die quadratische Gleichung sind: u=21​,u=−1
Setze in u=sin(u)einsin(u)=21​,sin(u)=−1
sin(u)=21​,sin(u)=−1
sin(u)=21​:u=6π​+2πn,u=65π​+2πn
sin(u)=21​
Allgemeine Lösung für sin(u)=21​
sin(x) Periodizitätstabelle mit 2πn Zyklus:
u=6π​+2πn,u=65π​+2πn
u=6π​+2πn,u=65π​+2πn
sin(u)=−1:u=23π​+2πn
sin(u)=−1
Allgemeine Lösung für sin(u)=−1
sin(x) Periodizitätstabelle mit 2πn Zyklus:
u=23π​+2πn
u=23π​+2πn
Kombiniere alle Lösungenu=6π​+2πn,u=65π​+2πn,u=23π​+2πn
Setze in u=2xein
2x=6π​+2πn:x=12π+12πn​
2x=6π​+2πn
Teile beide Seiten durch 2
2x=6π​+2πn
Teile beide Seiten durch 222x​=26π​​+22πn​
Vereinfache
22x​=26π​​+22πn​
Vereinfache 22x​:x
22x​
Teile die Zahlen: 22​=1=x
Vereinfache 26π​​+22πn​:12π+12πn​
26π​​+22πn​
Wende Regel an ca​±cb​=ca±b​=26π​+2πn​
Füge 6π​+2πnzusammen:6π+12πn​
6π​+2πn
Wandle das Element in einen Bruch um: 2πn=62πn6​=6π​+62πn⋅6​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=6π+2πn⋅6​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅6=12=6π+12πn​
=26π+12πn​​
Wende Bruchregel an: acb​​=c⋅ab​=6⋅2π+12πn​
Multipliziere die Zahlen: 6⋅2=12=12π+12πn​
x=12π+12πn​
x=12π+12πn​
x=12π+12πn​
2x=65π​+2πn:x=125π+12πn​
2x=65π​+2πn
Teile beide Seiten durch 2
2x=65π​+2πn
Teile beide Seiten durch 222x​=265π​​+22πn​
Vereinfache
22x​=265π​​+22πn​
Vereinfache 22x​:x
22x​
Teile die Zahlen: 22​=1=x
Vereinfache 265π​​+22πn​:125π+12πn​
265π​​+22πn​
Wende Regel an ca​±cb​=ca±b​=265π​+2πn​
Füge 65π​+2πnzusammen:65π+12πn​
65π​+2πn
Wandle das Element in einen Bruch um: 2πn=62πn6​=65π​+62πn⋅6​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=65π+2πn⋅6​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅6=12=65π+12πn​
=265π+12πn​​
Wende Bruchregel an: acb​​=c⋅ab​=6⋅25π+12πn​
Multipliziere die Zahlen: 6⋅2=12=125π+12πn​
x=125π+12πn​
x=125π+12πn​
x=125π+12πn​
2x=23π​+2πn:x=43π+4πn​
2x=23π​+2πn
Teile beide Seiten durch 2
2x=23π​+2πn
Teile beide Seiten durch 222x​=223π​​+22πn​
Vereinfache
22x​=223π​​+22πn​
Vereinfache 22x​:x
22x​
Teile die Zahlen: 22​=1=x
Vereinfache 223π​​+22πn​:43π+4πn​
223π​​+22πn​
Wende Regel an ca​±cb​=ca±b​=223π​+2πn​
Füge 23π​+2πnzusammen:23π+4πn​
23π​+2πn
Wandle das Element in einen Bruch um: 2πn=22πn2​=23π​+22πn⋅2​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=23π+2πn⋅2​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅2=4=23π+4πn​
=223π+4πn​​
Wende Bruchregel an: acb​​=c⋅ab​=2⋅23π+4πn​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅2=4=43π+4πn​
x=43π+4πn​
x=43π+4πn​
x=43π+4πn​
x=12π+12πn​,x=125π+12πn​,x=43π+4πn​

Graph

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sec^2(x)=4tan^2(x)sec2(x)=4tan2(x)5sin(x)=-45sin(x)=−4-pisin(pix)=0−πsin(πx)=07tan(4x+199)=8sin(4x+199)7tan(4x+199)=8sin(4x+199)sin(x)a= pi/2sin(x)a=2π​
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