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Beliebt Trigonometrie >

arccos(2x)-arccos(x)= pi/3

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Lösung

arccos(2x)−arccos(x)=3π​

Lösung

x=−21​
Schritte zur Lösung
arccos(2x)−arccos(x)=3π​
Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten
arccos(2x)−arccos(x)
Benutze die Identität von Summe und Produkt: arccos(s)−arccos(t)=arccos(st+(1−s2)(1−t2)​)=arccos(2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​)
arccos(2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​)=3π​
Wende die Eigenschaften der Trigonometrie an
arccos(2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​)=3π​
arccos(x)=a⇒x=cos(a)2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​=cos(3π​)
cos(3π​)=21​
cos(3π​)
Verwende die folgende triviale Identität:cos(3π​)=21​
cos(3π​)
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​​​​
=21​
=21​
2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​=21​
2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​=21​
Löse 2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​=21​:x=21​,x=−21​
2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​=21​
Multipliziere beide Seiten mit 22xx⋅2+(1−(2x)2)(1−x2)​⋅2=21​⋅2
Vereinfache4x2+2(1−(2x)2)(1−x2)​=1
Quadratwurzeln entfernen
4x2+2(1−(2x)2)(1−x2)​=1
Subtrahiere 4x2 von beiden Seiten4x2+2(1−(2x)2)(1−x2)​−4x2=1−4x2
Vereinfache2(1−(2x)2)(1−x2)​=1−4x2
Quadriere beide Seiten:4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
4x2+2(1−(2x)2)(1−x2)​=1
(2(1−(2x)2)(1−x2)​)2=(1−4x2)2
Schreibe (2(1−(2x)2)(1−x2)​)2um:4−20x2+16x4
(2(1−(2x)2)(1−x2)​)2
Wende Exponentenregel an: (a⋅b)n=anbn=22((1−(2x)2)(1−x2)​)2
((1−(2x)2)(1−x2)​)2:(1−(2x)2)(1−x2)
Wende Radikal Regel an: a​=a21​=(((1−(2x)2)(1−x2))21​)2
Wende Exponentenregel an: (ab)c=abc=((1−(2x)2)(1−x2))21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=1
=(1−(2x)2)(1−x2)
=22(1−(2x)2)(1−x2)
22=4=4(1−(2x)2)(1−x2)
Schreibe 4(1−(2x)2)(1−x2)um:4−20x2+16x4
4(1−(2x)2)(1−x2)
Wende Exponentenregel an: (a⋅b)n=anbn=4(−22x2+1)(−x2+1)
22=4=4(−4x2+1)(−x2+1)
Multipliziere aus (1−4x2)(1−x2):1−5x2+4x4
(1−4x2)(1−x2)
Wende Ausklammerungsregel an (VANI): (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bda=1,b=−4x2,c=1,d=−x2=1⋅1+1⋅(−x2)+(−4x2)⋅1+(−4x2)(−x2)
Wende Minus-Plus Regeln an+(−a)=−a,(−a)(−b)=ab=1⋅1−1⋅x2−4⋅1⋅x2+4x2x2
Vereinfache 1⋅1−1⋅x2−4⋅1⋅x2+4x2x2:1−5x2+4x4
1⋅1−1⋅x2−4⋅1⋅x2+4x2x2
1⋅1=1
1⋅1
Multipliziere die Zahlen: 1⋅1=1=1
1⋅x2=x2
1⋅x2
Multipliziere: 1⋅x2=x2=x2
4⋅1⋅x2=4x2
4⋅1⋅x2
Multipliziere die Zahlen: 4⋅1=4=4x2
4x2x2=4x4
4x2x2
Wende Exponentenregel an: ab⋅ac=ab+cx2x2=x2+2=4x2+2
Addiere die Zahlen: 2+2=4=4x4
=1−x2−4x2+4x4
Addiere gleiche Elemente: −x2−4x2=−5x2=1−5x2+4x4
=1−5x2+4x4
=4(1−5x2+4x4)
Multipliziere aus 4(1−5x2+4x4):4−20x2+16x4
4(1−5x2+4x4)
Setze Klammern=4⋅1+4(−5x2)+4⋅4x4
Wende Minus-Plus Regeln an+(−a)=−a=4⋅1−4⋅5x2+4⋅4x4
Vereinfache 4⋅1−4⋅5x2+4⋅4x4:4−20x2+16x4
4⋅1−4⋅5x2+4⋅4x4
Multipliziere die Zahlen: 4⋅1=4=4−4⋅5x2+4⋅4x4
Multipliziere die Zahlen: 4⋅5=20=4−20x2+4⋅4x4
Multipliziere die Zahlen: 4⋅4=16=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
=4−20x2+16x4
Schreibe (1−4x2)2um:1−8x2+16x4
(1−4x2)2
Wende Formel für perfekte quadratische Gleichungen an: (a−b)2=a2−2ab+b2a=1,b=4x2
=12−2⋅1⋅4x2+(4x2)2
Vereinfache 12−2⋅1⋅4x2+(4x2)2:1−8x2+16x4
12−2⋅1⋅4x2+(4x2)2
Wende Regel an 1a=112=1=1−2⋅1⋅4x2+(4x2)2
2⋅1⋅4x2=8x2
2⋅1⋅4x2
Multipliziere die Zahlen: 2⋅1⋅4=8=8x2
(4x2)2=16x4
(4x2)2
Wende Exponentenregel an: (a⋅b)n=anbn=42(x2)2
(x2)2:x4
Wende Exponentenregel an: (ab)c=abc=x2⋅2
Multipliziere die Zahlen: 2⋅2=4=x4
=42x4
42=16=16x4
=1−8x2+16x4
=1−8x2+16x4
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
Löse 4−20x2+16x4=1−8x2+16x4:x=21​,x=−21​
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
Verschiebe 4auf die rechte Seite
4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
Subtrahiere 4 von beiden Seiten4−20x2+16x4−4=1−8x2+16x4−4
Vereinfache−20x2+16x4=16x4−8x2−3
−20x2+16x4=16x4−8x2−3
Verschiebe 8x2auf die linke Seite
−20x2+16x4=16x4−8x2−3
Füge 8x2 zu beiden Seiten hinzu−20x2+16x4+8x2=16x4−8x2−3+8x2
Vereinfache16x4−12x2=16x4−3
16x4−12x2=16x4−3
Verschiebe 16x4auf die linke Seite
16x4−12x2=16x4−3
Subtrahiere 16x4 von beiden Seiten16x4−12x2−16x4=16x4−3−16x4
Vereinfache−12x2=−3
−12x2=−3
Teile beide Seiten durch −12
−12x2=−3
Teile beide Seiten durch −12−12−12x2​=−12−3​
Vereinfache
−12−12x2​=−12−3​
Vereinfache −12−12x2​:x2
−12−12x2​
Wende Bruchregel an: −b−a​=ba​=1212x2​
Teile die Zahlen: 1212​=1=x2
Vereinfache −12−3​:41​
−12−3​
Wende Bruchregel an: −b−a​=ba​=123​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 3=41​
x2=41​
x2=41​
x2=41​
Für x2=f(a) sind die Lösungen x=f(a)​,−f(a)​
x=41​​,x=−41​​
41​​=21​
41​​
Wende Radikal Regel an: ba​​=b​a​​,a≥0,b≥0=4​1​​
Wende Radikal Regel an: 1​=11​=1=4​1​
4​=2
4​
Faktorisiere die Zahl: 4=22=22​
Wende Radikal Regel an: a2​=a,a≥022​=2=2
=21​
−41​​=−21​
−41​​
Wende Radikal Regel an: ba​​=b​a​​,a≥0,b≥0=−4​1​​
Wende Radikal Regel an: 1​=11​=1=−4​1​
4​=2
4​
Faktorisiere die Zahl: 4=22=22​
Wende Radikal Regel an: a2​=a,a≥022​=2=2
=−21​
x=21​,x=−21​
x=21​,x=−21​
Überprüfe die Lösungen:x=21​Wahr,x=−21​Wahr
Überprüfe die Lösungen, in dem die sie in 2xx+(1−(2x)2)(1−x2)​=21​
einsetzt und entferne die Lösungen, die mit der Gleichung nicht übereinstimmen.
Setze ein x=21​:Wahr
2(21​)(21​)+(1−(2(21​))2)(1−(21​)2)​=21​
2(21​)(21​)+(1−(2(21​))2)(1−(21​)2)​=21​
2(21​)(21​)+(1−(2(21​))2)(1−(21​)2)​
Entferne die Klammern: (a)=a=2⋅21​⋅21​+(1−(2⋅21​)2)(1−(21​)2)​
2⋅21​⋅21​=21​
2⋅21​⋅21​
Multipliziere Brüche: a⋅cb​⋅ed​=c⋅ea⋅b⋅d​=2⋅21⋅1⋅2​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=21⋅1​
Multipliziere die Zahlen: 1⋅1=1=21​
(1−(2⋅21​)2)(1−(21​)2)​=0
(1−(2⋅21​)2)(1−(21​)2)​
(2⋅21​)2=1
(2⋅21​)2
Multipliziere 2⋅21​:1
2⋅21​
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=1
=12
Wende Regel an 1a=1=1
=(1−1)(−(21​)2+1)​
(21​)2=41​
(21​)2
Wende Exponentenregel an: (ba​)c=bcac​=2212​
Wende Regel an 1a=112=1=221​
22=4=41​
=(1−1)(−41​+1)​
Subtrahiere die Zahlen: 1−1=0=0⋅(−41​+1)​
Füge 1−41​zusammen:43​
1−41​
Wandle das Element in einen Bruch um: 1=41⋅4​=41⋅4​−41​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=41⋅4−1​
1⋅4−1=3
1⋅4−1
Multipliziere die Zahlen: 1⋅4=4=4−1
Subtrahiere die Zahlen: 4−1=3=3
=43​
=0⋅43​​
Wende Regel an 0⋅a=0=0​
Wende Regel an 0​=0=0
=21​+0
21​+0=21​=21​
21​=21​
Wahr
Setze ein x=−21​:Wahr
2(−21​)(−21​)+(1−(2(−21​))2)(1−(−21​)2)​=21​
2(−21​)(−21​)+(1−(2(−21​))2)(1−(−21​)2)​=21​
2(−21​)(−21​)+(1−(2(−21​))2)(1−(−21​)2)​
Entferne die Klammern: (−a)=−a,−(−a)=a=2⋅21​⋅21​+(1−(−2⋅21​)2)(1−(−21​)2)​
2⋅21​⋅21​=21​
2⋅21​⋅21​
Multipliziere Brüche: a⋅cb​⋅ed​=c⋅ea⋅b⋅d​=2⋅21⋅1⋅2​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=21⋅1​
Multipliziere die Zahlen: 1⋅1=1=21​
(1−(−2⋅21​)2)(1−(−21​)2)​=0
(1−(−2⋅21​)2)(1−(−21​)2)​
(−2⋅21​)2=1
(−2⋅21​)2
Multipliziere −2⋅21​:−1
−2⋅21​
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=−21⋅2​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=−1
=(−1)2
Wende Exponentenregel an: (−a)n=an,wenn n gerade ist(−1)2=12=12
Wende Regel an 1a=1=1
=(1−1)(−(−21​)2+1)​
(−21​)2=41​
(−21​)2
Wende Exponentenregel an: (−a)n=an,wenn n gerade ist(−21​)2=(21​)2=(21​)2
Wende Exponentenregel an: (ba​)c=bcac​=2212​
Wende Regel an 1a=112=1=221​
22=4=41​
=(1−1)(−41​+1)​
Subtrahiere die Zahlen: 1−1=0=0⋅(−41​+1)​
Füge 1−41​zusammen:43​
1−41​
Wandle das Element in einen Bruch um: 1=41⋅4​=41⋅4​−41​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=41⋅4−1​
1⋅4−1=3
1⋅4−1
Multipliziere die Zahlen: 1⋅4=4=4−1
Subtrahiere die Zahlen: 4−1=3=3
=43​
=0⋅43​​
Wende Regel an 0⋅a=0=0​
Wende Regel an 0​=0=0
=21​+0
21​+0=21​=21​
21​=21​
Wahr
Die Lösungen sindx=21​,x=−21​
x=21​,x=−21​
Verifiziere Lösungen, indem du sie in die Original-Gleichung einsetzt
Überprüfe die Lösungen, in dem die sie in arccos(2x)−arccos(x)=3π​
einsetzt und entferne die Lösungen, die mit der Gleichung nicht übereinstimmen.
Überprüfe die Lösung 21​:Falsch
21​
Setze ein n=121​
Setze x=21​inarccos(2x)−arccos(x)=3π​ ein, um zu lösenarccos(2⋅21​)−arccos(21​)=3π​
Fasse zusammen−1.04719…=1.04719…
⇒Falsch
Überprüfe die Lösung −21​:Wahr
−21​
Setze ein n=1−21​
Setze x=−21​inarccos(2x)−arccos(x)=3π​ ein, um zu lösenarccos(2(−21​))−arccos(−21​)=3π​
Fasse zusammen1.04719…=1.04719…
⇒Wahr
x=−21​

Graph

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cos(2θ)= 1/2 ,0<= θ<= 2picos(2θ)=21​,0≤θ≤2πtan(x-pi/2)=(sqrt(3))/3tan(x−2π​)=33​​2=2cos(3x)2=2cos(3x)cos(2x)=sqrt(3)cos(2x)=3​tan(θ)=((2.5)/(1.5))^{1/3}tan(θ)=(1.52.5​)31​
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