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Beliebt Trigonometrie >

sin(3x)+sin(x)=2cos^2(x)

Lösung

sin (3 x) + sin (x) = 2 cos^{2} (x)

Lösung

x = \frac{π}{6} + 2 πn, x = \frac{5 π}{6} + 2 πn, x = \frac{3 π}{2} + 2 πn, x = \frac{π}{2} + 2 πn

Grad

x = 3 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 15 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 27 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n, x = 9 0^{\circ} + 36 0^{\circ} n

Schritte zur Lösung

sin (3 x) + sin (x) = 2 cos^{2} (x)

Subtrahiere

2 cos^{2} (x)

von beiden Seiten

sin (3 x) + sin (x) - 2 cos^{2} (x) = 0

Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten

sin (3 x) + sin (x) - 2 cos^{2} (x)

Verwende die Pythagoreische Identität:

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

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

= sin (3 x) + sin (x) - 2 (1 - sin^{2} (x))

sin (3 x) = 3 sin (x) - 4 sin^{3} (x)

sin (3 x)

Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten

sin (3 x)

Schreibe um

= sin (2 x + x)

Benutze die Identität der Winkelsumme:

sin (s + t) = sin (s) cos (t) + cos (s) sin (t)

= sin (2 x) cos (x) + cos (2 x) sin (x)

Verwende die Doppelwinkelidentität:

sin (2 x) = 2 sin (x) cos (x)

= cos (2 x) sin (x) + cos (x) 2 sin (x) cos (x)

Vereinfache

cos (2 x) sin (x) + cos (x) \cdot 2 sin (x) cos (x) : sin (x) cos (2 x) + 2 cos^{2} (x) sin (x)

cos (2 x) sin (x) + cos (x) 2 sin (x) cos (x)

cos (x) \cdot 2 sin (x) cos (x) = 2 cos^{2} (x) sin (x)

cos (x) 2 sin (x) cos (x)

Wende Exponentenregel an:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

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

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

Addiere die Zahlen:

1 + 1 = 2

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

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

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

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

Verwende die Doppelwinkelidentität:

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

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

Verwende die Pythagoreische Identität:

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

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

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

Multipliziere aus

(1 - 2 sin^{2} (x)) sin (x) + 2 (1 - sin^{2} (x)) sin (x) : - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

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

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

Multipliziere aus

sin (x) (1 - 2 sin^{2} (x)) : sin (x) - 2 sin^{3} (x)

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

Wende das Distributivgesetz an:

a (b - c) = ab - a c

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

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

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

Vereinfache

1 \cdot sin (x) - 2 sin^{2} (x) sin (x) : sin (x) - 2 sin^{3} (x)

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

1 \cdot sin (x) = sin (x)

1 sin (x)

Multipliziere:

1 \cdot sin (x) = sin (x)

= sin (x)

2 sin^{2} (x) sin (x) = 2 sin^{3} (x)

2 sin^{2} (x) sin (x)

Wende Exponentenregel an:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

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

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

Addiere die Zahlen:

2 + 1 = 3

= 2 sin^{3} (x)

= sin (x) - 2 sin^{3} (x)

= sin (x) - 2 sin^{3} (x)

= sin (x) - 2 sin^{3} (x) + 2 (1 - sin^{2} (x)) sin (x)

Multipliziere aus

2 sin (x) (1 - sin^{2} (x)) : 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

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

Wende das Distributivgesetz an:

a (b - c) = ab - a c

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

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

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

Vereinfache

2 \cdot 1 \cdot sin (x) - 2 sin^{2} (x) sin (x) : 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

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

2 \cdot 1 \cdot sin (x) = 2 sin (x)

2 \cdot 1 sin (x)

Multipliziere die Zahlen:

2 \cdot 1 = 2

= 2 sin (x)

2 sin^{2} (x) sin (x) = 2 sin^{3} (x)

2 sin^{2} (x) sin (x)

Wende Exponentenregel an:

a^{b} \cdot a^{c} = a^{b + c}

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

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

Addiere die Zahlen:

2 + 1 = 3

= 2 sin^{3} (x)

= 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

= 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

= sin (x) - 2 sin^{3} (x) + 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

Vereinfache

sin (x) - 2 sin^{3} (x) + 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x) : - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

sin (x) - 2 sin^{3} (x) + 2 sin (x) - 2 sin^{3} (x)

Fasse gleiche Terme zusammen

= - 2 sin^{3} (x) - 2 sin^{3} (x) + sin (x) + 2 sin (x)

Addiere gleiche Elemente:

- 2 sin^{3} (x) - 2 sin^{3} (x) = - 4 sin^{3} (x)

= - 4 sin^{3} (x) + sin (x) + 2 sin (x)

Addiere gleiche Elemente:

sin (x) + 2 sin (x) = 3 sin (x)

= - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

= - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

= - 4 sin^{3} (x) + 3 sin (x)

= 3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + sin (x) - 2 (1 - sin^{2} (x))

Vereinfache

3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + sin (x) - 2 (1 - sin^{2} (x)) : 4 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + 2 sin^{2} (x) - 2

3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + sin (x) - 2 (1 - sin^{2} (x))

Multipliziere aus

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

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

Wende das Distributivgesetz an:

a (b - c) = ab - a c

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

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

Wende Minus-Plus Regeln an

- (- a) = a

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

Multipliziere die Zahlen:

2 \cdot 1 = 2

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

= 3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + sin (x) - 2 + 2 sin^{2} (x)

Vereinfache

3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + sin (x) - 2 + 2 sin^{2} (x) : 4 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + 2 sin^{2} (x) - 2

3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + sin (x) - 2 + 2 sin^{2} (x)

Fasse gleiche Terme zusammen

= 3 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + sin (x) + 2 sin^{2} (x) - 2

Addiere gleiche Elemente:

3 sin (x) + sin (x) = 4 sin (x)

= 4 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + 2 sin^{2} (x) - 2

= 4 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + 2 sin^{2} (x) - 2

= 4 sin (x) - 4 sin^{3} (x) + 2 sin^{2} (x) - 2

- 2 + 2 sin^{2} (x) + 4 sin (x) - 4 sin^{3} (x) = 0

Löse mit Substitution

- 2 + 2 sin^{2} (x) + 4 sin (x) - 4 sin^{3} (x) = 0

Angenommen:

sin (x) = u

- 2 + 2 u^{2} + 4 u - 4 u^{3} = 0

- 2 + 2 u^{2} + 4 u - 4 u^{3} = 0 : u = \frac{1}{2}, u = - 1, u = 1

- 2 + 2 u^{2} + 4 u - 4 u^{3} = 0

Schreibe in der Standard Form

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

- 4 u^{3} + 2 u^{2} + 4 u - 2 = 0

Faktorisiere

- 4 u^{3} + 2 u^{2} + 4 u - 2 : - 2 (2 u - 1) (u + 1) (u - 1)

- 4 u^{3} + 2 u^{2} + 4 u - 2

Klammere gleiche Terme aus

- 2 : - 2 (2 u^{3} - u^{2} - 2 u + 1)

- 4 u^{3} + 2 u^{2} + 4 u - 2

Schreibe

4

um:

2 \cdot 2

Schreibe

4

um:

2 \cdot 2

= - 2 \cdot 2 u^{3} + 2 u^{2} + 2 \cdot 2 u - 2

Klammere gleiche Terme aus

- 2

= - 2 (2 u^{3} - u^{2} - 2 u + 1)

= - 2 (2 u^{3} - u^{2} - 2 u + 1)

Faktorisiere

2 u^{3} - u^{2} - 2 u + 1 : (2 u - 1) (u + 1) (u - 1)

2 u^{3} - u^{2} - 2 u + 1

= (2 u^{3} - u^{2}) + (- 2 u + 1)

Klammere

- 1

aus

- 2 u + 1

aus

: - (2 u - 1)

- 2 u + 1

Klammere gleiche Terme aus

- 1

= - (2 u - 1)

Klammere

u^{2}

aus

2 u^{3} - u^{2}

aus

: u^{2} (2 u - 1)

2 u^{3} - u^{2}

Wende Exponentenregel an:

a^{b + c} = a^{b} a^{c}

u^{3} = u u^{2}

= 2 u u^{2} - u^{2}

Klammere gleiche Terme aus

u^{2}

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

= - (2 u - 1) + u^{2} (2 u - 1)

Klammere gleiche Terme aus

2 u - 1

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

Faktorisiere

u^{2} - 1 : (u + 1) (u - 1)

u^{2} - 1

Schreibe

1

um:

1^{2}

= u^{2} - 1^{2}

Wende Formel zur Differenz von zwei Quadraten an:

x^{2} - y^{2} = (x + y) (x - y)

u^{2} - 1^{2} = (u + 1) (u - 1)

= (u + 1) (u - 1)

= (2 u - 1) (u + 1) (u - 1)

= - 2 (2 u - 1) (u + 1) (u - 1)

- 2 (2 u - 1) (u + 1) (u - 1) = 0

Anwendung des Nullfaktorprinzips: Wenn

ab = 0

dann

a = 0

oder

b = 0

2 u - 1 = 0 or u + 1 = 0 or u - 1 = 0

Löse

2 u - 1 = 0 : u = \frac{1}{2}

2 u - 1 = 0

Verschiebe

1

auf die rechte Seite

2 u - 1 = 0

Füge

1

zu beiden Seiten hinzu

2 u - 1 + 1 = 0 + 1

Vereinfache

2 u = 1

2 u = 1

Teile beide Seiten durch

2

2 u = 1

Teile beide Seiten durch

2

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

Vereinfache

u = \frac{1}{2}

u = \frac{1}{2}

Löse

u + 1 = 0 : u = - 1

u + 1 = 0

Verschiebe

1

auf die rechte Seite

u + 1 = 0

Subtrahiere

1

von beiden Seiten

u + 1 - 1 = 0 - 1

Vereinfache

u = - 1

u = - 1

Löse

u - 1 = 0 : u = 1

u - 1 = 0

Verschiebe

1

auf die rechte Seite

u - 1 = 0

Füge

1

zu beiden Seiten hinzu

u - 1 + 1 = 0 + 1

Vereinfache

u = 1

u = 1

Die Lösungen sind

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

Setze in

u = sin (x)

ein

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

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

sin (x) = \frac{1}{2} : x = \frac{π}{6} + 2 πn, x = \frac{5 π}{6} + 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}{6} + 2 πn, x = \frac{5 π}{6} + 2 πn

x = \frac{π}{6} + 2 πn, x = \frac{5 π}{6} + 2 πn

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

sin (x) = - 1

Allgemeine Lösung für

sin (x) = - 1

sin (x)

Periodizitätstabelle mit

2 πn

Zyklus:

x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

x = \frac{3 π}{2} + 2 πn

sin (x) = 1 : x = \frac{π}{2} + 2 πn

sin (x) = 1

Allgemeine Lösung für

sin (x) = 1

sin (x)

Periodizitätstabelle mit

2 πn

Zyklus:

x = \frac{π}{2} + 2 πn

x = \frac{π}{2} + 2 πn

Kombiniere alle Lösungen

x = \frac{π}{6} + 2 πn, x = \frac{5 π}{6} + 2 πn, x = \frac{3 π}{2} + 2 πn, x = \frac{π}{2} + 2 πn

Graph

Beliebte Beispiele

tan(θ)= 5/9

tan (θ) = \frac{5}{9}

2sin(x)+3cos(x)=0

2 sin (x) + 3 cos (x) = 0

tan(x)+cot(x)=2sqrt(2)

tan (x) + cot (x) = 22

sin(30t)=-0.6

sin (30 t) = - 0.6

2cos(x)+2sqrt(2)=3sec(x)

2 cos (x) + 22 = 3 sec (x)