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arccos(x)+arccos(2x)=arccos(1/2)

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Lösung

arccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​)

Lösung

x=21​
Schritte zur Lösung
arccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​)
a=b⇒cos(a)=cos(b)cos(arccos(x)+arccos(2x))=cos(arccos(21​))
Verwende die folgenden Identitäten: cos(s+t)=cos(s)cos(t)−sin(s)sin(t)cos(arccos(x))cos(arccos(2x))−sin(arccos(x))sin(arccos(2x))=cos(arccos(21​))
Verwende die folgende Identität: cos(arccos(x))=x
Verwende die folgende Identität: cos(arccos(x))=x
Verwende die folgende Identität: sin(arccos(x))=1−x2​
Verwende die folgende Identität: sin(arccos(x))=1−x2​
x⋅2x−1−x2​1−(2x)2​=21​
Löse x2x−1−x2​1−(2x)2​=21​:x=21​,x=−21​
x⋅2x−1−x2​1−(2x)2​=21​
Multipliziere beide Seiten mit 2x⋅2x⋅2−1−x2​1−(2x)2​⋅2=21​⋅2
Vereinfache4x2−21−x2​1−(2x)2​=1
Quadratwurzeln entfernen
4x2−21−x2​1−(2x)2​=1
Subtrahiere 4x2 von beiden Seiten4x2−21−x2​1−(2x)2​−4x2=1−4x2
Vereinfache−21−x2​1−(2x)2​=1−4x2
Quadriere beide Seiten:4−20x2+16x4=1−8x2+16x4
4x2−21−x2​1−(2x)2​=1
(−21−x2​1−(2x)2​)2=(1−4x2)2
Schreibe (−21−x2​1−(2x)2​)2um:4−20x2+16x4
(−21−x2​1−(2x)2​)2
Wende Exponentenregel an: (−a)n=an,wenn n gerade ist(−21−x2​1−(2x)2​)2=(21−x2​1−(2x)2​)2=(21−x2​1−(2x)2​)2
Wende Exponentenregel an: (a⋅b)n=anbn=22(1−x2​)2(1−(2x)2​)2
(1−x2​)2:1−x2
Wende Radikal Regel an: a​=a21​=((1−x2)21​)2
Wende Exponentenregel an: (ab)c=abc=(1−x2)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=1
=1−x2
=22(1−x2)(1−(2x)2​)2
(1−(2x)2​)2:1−(2x)2
Wende Radikal Regel an: a​=a21​=((1−(2x)2)21​)2
Wende Exponentenregel an: (ab)c=abc=(1−(2x)2)21​⋅2
21​⋅2=1
21​⋅2
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=21⋅2​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: 2=1
=1−(2x)2
=22(1−x2)(1−(2x)2)
22=4=4(1−x2)(1−(2x)2)
Schreibe 4(1−x2)(1−(2x)2)um:4−20x2+16x4
4(1−x2)(1−(2x)2)
Wende Exponentenregel an: (a⋅b)n=anbn=4(−x2+1)(−22x2+1)
22=4=4(−x2+1)(−4x2+1)
Multipliziere aus (1−x2)(1−4x2):1−5x2+4x4
(1−x2)(1−4x2)
Wende Ausklammerungsregel an (VANI): (a+b)(c+d)=ac+ad+bc+bda=1,b=−x2,c=1,d=−4x2=1⋅1+1⋅(−4x2)+(−x2)⋅1+(−x2)(−4x2)
Wende Minus-Plus Regeln an+(−a)=−a,(−a)(−b)=ab=1⋅1−1⋅4x2−1⋅x2+4x2x2
Vereinfache 1⋅1−1⋅4x2−1⋅x2+4x2x2:1−5x2+4x4
1⋅1−1⋅4x2−1⋅x2+4x2x2
1⋅1=1
1⋅1
Multipliziere die Zahlen: 1⋅1=1=1
1⋅4x2=4x2
1⋅4x2
Multipliziere die Zahlen: 1⋅4=4=4x2
1⋅x2=x2
1⋅x2
Multipliziere: 1⋅x2=x2=x2
4x2x2=4x4
4x2x2
Wende Exponentenregel an: ab⋅ac=ab+cx2x2=x2+2=4x2+2
Addiere die Zahlen: 2+2=4=4x4
=1−4x2−x2+4x4
Addiere gleiche Elemente: −4x2−x2=−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 x2x−1−x2​1−(2x)2​=21​
einsetzt und entferne die Lösungen, die mit der Gleichung nicht übereinstimmen.
Setze ein x=21​:Wahr
(21​)⋅2(21​)−1−(21​)2​1−(2(21​))2​=21​
(21​)⋅2(21​)−1−(21​)2​1−(2(21​))2​=21​
(21​)⋅2(21​)−1−(21​)2​1−(2(21​))2​
Entferne die Klammern: (a)=a=21​⋅2⋅21​−1−(21​)2​1−(2⋅21​)2​
21​⋅2⋅21​=21​
21​⋅2⋅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−(21​)2​1−(2⋅21​)2​=0
1−(21​)2​1−(2⋅21​)2​
1−(21​)2​=23​​
1−(21​)2​
(21​)2=41​
(21​)2
Wende Exponentenregel an: (ba​)c=bcac​=2212​
Wende Regel an 1a=112=1=221​
22=4=41​
=1−41​​
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​
=43​​
Wende Radikal Regel an: nba​​=nb​na​​, angenommen a≥0,b≥0=4​3​​
4​=2
4​
Faktorisiere die Zahl: 4=22=22​
Wende Radikal Regel an: nan​=a22​=2=2
=23​​
=23​​−(2⋅21​)2+1​
1−(2⋅21​)2​=0
1−(2⋅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​
Subtrahiere die Zahlen: 1−1=0=0​
Wende Regel an 0​=0=0
=0⋅23​​
Wende Regel an 0⋅a=0=0
=21​−0
21​−0=21​=21​
21​=21​
Wahr
Setze ein x=−21​:Wahr
(−21​)⋅2(−21​)−1−(−21​)2​1−(2(−21​))2​=21​
(−21​)⋅2(−21​)−1−(−21​)2​1−(2(−21​))2​=21​
(−21​)⋅2(−21​)−1−(−21​)2​1−(2(−21​))2​
Entferne die Klammern: (−a)=−a,−(−a)=a=21​⋅2⋅21​−1−(−21​)2​1−(−2⋅21​)2​
21​⋅2⋅21​=21​
21​⋅2⋅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−(−21​)2​1−(−2⋅21​)2​=0
1−(−21​)2​1−(−2⋅21​)2​
1−(−21​)2​=23​​
1−(−21​)2​
(−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​
=1−41​​
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​
=43​​
Wende Radikal Regel an: nba​​=nb​na​​, angenommen a≥0,b≥0=4​3​​
4​=2
4​
Faktorisiere die Zahl: 4=22=22​
Wende Radikal Regel an: nan​=a22​=2=2
=23​​
=23​​−(−2⋅21​)2+1​
1−(−2⋅21​)2​=0
1−(−2⋅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​
Subtrahiere die Zahlen: 1−1=0=0​
Wende Regel an 0​=0=0
=0⋅23​​
Wende Regel an 0⋅a=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(x)+arccos(2x)=arccos(21​)
einsetzt und entferne die Lösungen, die mit der Gleichung nicht übereinstimmen.
Überprüfe die Lösung 21​:Wahr
21​
Setze ein n=121​
Setze x=21​inarccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​) ein, um zu lösenarccos(21​)+arccos(2⋅21​)=arccos(21​)
Fasse zusammen1.04719…=1.04719…
⇒Wahr
Überprüfe die Lösung −21​:Falsch
−21​
Setze ein n=1−21​
Setze x=−21​inarccos(x)+arccos(2x)=arccos(21​) ein, um zu lösenarccos(−21​)+arccos(2(−21​))=arccos(21​)
Fasse zusammen5.23598…=1.04719…
⇒Falsch
x=21​

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Beliebte Beispiele

tan(θ)=(2sqrt(3))/3 sin(θ),0<= θ<= 2pitan(θ)=323​​sin(θ),0≤θ≤2πsolvefor x,cos(x+y)=-cos(x)solveforx,cos(x+y)=−cos(x)4+2tan^2(x)=5tan^2(x)+34+2tan2(x)=5tan2(x)+3solvefor θ,sec(θ)=2solveforθ,sec(θ)=22cos(4θ)=02cos(4θ)=0
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