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arctan(1/(x-1))+arctan(2/(x+1))= pi/4

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Lösung

arctan(x−11​)+arctan(x+12​)=4π​

Lösung

x=23+17​​,x=23−17​​
Schritte zur Lösung
arctan(x−11​)+arctan(x+12​)=4π​
Umschreiben mit Hilfe von Trigonometrie-Identitäten
arctan(x−11​)+arctan(x+12​)
Benutze die Identität von Summe und Produkt: arctan(s)+arctan(t)=arctan(1−sts+t​)=arctan(1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​)
arctan(1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​)=4π​
Wende die Eigenschaften der Trigonometrie an
arctan(1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​)=4π​
arctan(x)=a⇒x=tan(a)1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​=tan(4π​)
tan(4π​)=1
tan(4π​)
Verwende die folgende triviale Identität:tan(4π​)=1
tan(4π​)
tan(x) Periodizitätstabelle mit πn Zyklus:
x06π​4π​3π​2π​32π​43π​65π​​tan(x)033​​13​±∞−3​−1−33​​​​
=1
=1
1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​=1
1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​=1
Löse 1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​=1:x=23+17​​,x=23−17​​
1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​=1
Vereinfache 1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​:x2−33x−1​
1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​
x−11​⋅x+12​=(x−1)(x+1)2​
x−11​⋅x+12​
Multipliziere Brüche: ba​⋅dc​=b⋅da⋅c​=(x−1)(x+1)1⋅2​
Multipliziere die Zahlen: 1⋅2=2=(x−1)(x+1)2​
=1−(x−1)(x+1)2​x−11​+x+12​​
Füge x−11​+x+12​zusammen:(x−1)(x+1)3x−1​
x−11​+x+12​
kleinstes gemeinsames Vielfache vonx−1,x+1:(x−1)(x+1)
x−1,x+1
kleinstes gemeinsames Vielfaches (kgV)
Finde einen mathematischen Ausdruck, der aus Faktoren besteht, die entweder in x−1 oder x+1auftauchen.=(x−1)(x+1)
Passe die Brüche mit Hilfe des kgV an
Multipliziere jeden Zähler mit der gleichen Betrag, die für den entsprechenden Nenner erforderlich ist,
um ihn in das kgV umzuwandeln (x−1)(x+1)
Für x−11​:multipliziere den Nenner und Zähler mit x+1x−11​=(x−1)(x+1)1⋅(x+1)​=(x−1)(x+1)x+1​
Für x+12​:multipliziere den Nenner und Zähler mit x−1x+12​=(x+1)(x−1)2(x−1)​
=(x−1)(x+1)x+1​+(x+1)(x−1)2(x−1)​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=(x−1)(x+1)x+1+2(x−1)​
Multipliziere aus x+1+2(x−1):3x−1
x+1+2(x−1)
Multipliziere aus 2(x−1):2x−2
2(x−1)
Wende das Distributivgesetz an: a(b−c)=ab−aca=2,b=x,c=1=2x−2⋅1
Multipliziere die Zahlen: 2⋅1=2=2x−2
=x+1+2x−2
Vereinfache x+1+2x−2:3x−1
x+1+2x−2
Fasse gleiche Terme zusammen=x+2x+1−2
Addiere gleiche Elemente: x+2x=3x=3x+1−2
Addiere/Subtrahiere die Zahlen: 1−2=−1=3x−1
=3x−1
=(x−1)(x+1)3x−1​
=1−(x−1)(x+1)2​(x−1)(x+1)3x−1​​
Wende Bruchregel an: acb​​=c⋅ab​=(x−1)(x+1)(1−(x−1)(x+1)2​)3x−1​
Füge 1−(x−1)(x+1)2​zusammen:(x−1)(x+1)x2−3​
1−(x−1)(x+1)2​
Wandle das Element in einen Bruch um: 1=(x−1)(x+1)1(x−1)(x+1)​=(x−1)(x+1)1⋅(x−1)(x+1)​−(x−1)(x+1)2​
Da die Nenner gleich sind, fasse die Brüche zusammen.: ca​±cb​=ca±b​=(x−1)(x+1)1⋅(x−1)(x+1)−2​
Multipliziere: 1⋅(x−1)=(x−1)=(x−1)(x+1)(x−1)(x+1)−2​
Multipliziere aus (x−1)(x+1)−2:x2−3
(x−1)(x+1)−2
Multipliziere aus (x−1)(x+1):x2−1
(x−1)(x+1)
Wende Formel zur Differenz von zwei Quadraten an:(a−b)(a+b)=a2−b2a=x,b=1=x2−12
Wende Regel an 1a=112=1=x2−1
=x2−1−2
Subtrahiere die Zahlen: −1−2=−3=x2−3
=(x−1)(x+1)x2−3​
=(x−1)(x+1)x2−3​(x−1)(x+1)3x−1​
Multipliziere (x−1)(x+1)(x−1)(x+1)x2−3​:x2−3
(x−1)(x+1)(x−1)(x+1)x2−3​
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=(x−1)(x+1)(x2−3)(x−1)(x+1)​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: x−1=x+1(x2−3)(x+1)​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: x+1=x2−3
=x2−33x−1​
x2−33x−1​=1
Multipliziere beide Seiten mit x2−3
x2−33x−1​=1
Multipliziere beide Seiten mit x2−3x2−33x−1​(x2−3)=1⋅(x2−3)
Vereinfache
x2−33x−1​(x2−3)=1⋅(x2−3)
Vereinfache x2−33x−1​(x2−3):3x−1
x2−33x−1​(x2−3)
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=x2−3(3x−1)(x2−3)​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: x2−3=3x−1
Vereinfache 1⋅(x2−3):x2−3
1⋅(x2−3)
Multipliziere: 1⋅(x2−3)=(x2−3)=(x2−3)
Entferne die Klammern: (a)=a=x2−3
3x−1=x2−3
3x−1=x2−3
3x−1=x2−3
Löse 3x−1=x2−3:x=23+17​​,x=23−17​​
3x−1=x2−3
Tausche die Seitenx2−3=3x−1
Verschiebe 1auf die linke Seite
x2−3=3x−1
Füge 1 zu beiden Seiten hinzux2−3+1=3x−1+1
Vereinfachex2−2=3x
x2−2=3x
Verschiebe 3xauf die linke Seite
x2−2=3x
Subtrahiere 3x von beiden Seitenx2−2−3x=3x−3x
Vereinfachex2−2−3x=0
x2−2−3x=0
Schreibe in der Standard Form ax2+bx+c=0x2−3x−2=0
Löse mit der quadratischen Formel
x2−3x−2=0
Quadratische Formel für Gliechungen:
Für a=1,b=−3,c=−2x1,2​=2⋅1−(−3)±(−3)2−4⋅1⋅(−2)​​
x1,2​=2⋅1−(−3)±(−3)2−4⋅1⋅(−2)​​
(−3)2−4⋅1⋅(−2)​=17​
(−3)2−4⋅1⋅(−2)​
Wende Regel an −(−a)=a=(−3)2+4⋅1⋅2​
Wende Exponentenregel an: (−a)n=an,wenn n gerade ist(−3)2=32=32+4⋅1⋅2​
Multipliziere die Zahlen: 4⋅1⋅2=8=32+8​
32=9=9+8​
Addiere die Zahlen: 9+8=17=17​
x1,2​=2⋅1−(−3)±17​​
Trenne die Lösungenx1​=2⋅1−(−3)+17​​,x2​=2⋅1−(−3)−17​​
x=2⋅1−(−3)+17​​:23+17​​
2⋅1−(−3)+17​​
Wende Regel an −(−a)=a=2⋅13+17​​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅1=2=23+17​​
x=2⋅1−(−3)−17​​:23−17​​
2⋅1−(−3)−17​​
Wende Regel an −(−a)=a=2⋅13−17​​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅1=2=23−17​​
Die Lösungen für die quadratische Gleichung sind: x=23+17​​,x=23−17​​
x=23+17​​,x=23−17​​
Überprüfe die Lösungen
Bestimme unbestimmte (Singularitäts-)Punkte:x=3​,x=−3​,x=1,x=−1
Nimm den/die Nenner von 1−x−11​⋅x+12​x−11​+x+12​​ und vergleiche mit Null
Löse 1−x−11​⋅x+12​=0:x=3​,x=−3​
1−x−11​⋅x+12​=0
Vereinfache −x−11​⋅x+12​:−(x−1)(x+1)2​
−x−11​⋅x+12​
Multipliziere Brüche: ba​⋅dc​=b⋅da⋅c​=−(x−1)(x+1)1⋅2​
Multipliziere die Zahlen: 1⋅2=2=−(x−1)(x+1)2​
1−(x−1)(x+1)2​=0
Multipliziere beide Seiten mit (x−1)(x+1)
1−(x−1)(x+1)2​=0
Multipliziere beide Seiten mit (x−1)(x+1)1⋅(x−1)(x+1)−(x−1)(x+1)2​(x−1)(x+1)=0⋅(x−1)(x+1)
Vereinfache
1⋅(x−1)(x+1)−(x−1)(x+1)2​(x−1)(x+1)=0⋅(x−1)(x+1)
Vereinfache 1⋅(x−1)(x+1):(x−1)(x+1)
1⋅(x−1)(x+1)
Multipliziere: 1⋅(x−1)=(x−1)=(x−1)(x+1)
Vereinfache −(x−1)(x+1)2​(x−1)(x+1):−2
−(x−1)(x+1)2​(x−1)(x+1)
Multipliziere Brüche: a⋅cb​=ca⋅b​=−(x−1)(x+1)2(x−1)(x+1)​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: x−1=−x+12(x+1)​
Streiche die gemeinsamen Faktoren: x+1=−2
Vereinfache 0⋅(x−1)(x+1):0
0⋅(x−1)(x+1)
Wende Regel an 0⋅a=0=0
(x−1)(x+1)−2=0
(x−1)(x+1)−2=0
(x−1)(x+1)−2=0
Löse (x−1)(x+1)−2=0:x=3​,x=−3​
(x−1)(x+1)−2=0
Schreibe (x−1)(x+1)−2um:x2−3
(x−1)(x+1)−2
Multipliziere aus (x−1)(x+1):x2−1
(x−1)(x+1)
Wende Formel zur Differenz von zwei Quadraten an:(a−b)(a+b)=a2−b2a=x,b=1=x2−12
Wende Regel an 1a=112=1=x2−1
=x2−1−2
Subtrahiere die Zahlen: −1−2=−3=x2−3
x2−3=0
Löse mit der quadratischen Formel
x2−3=0
Quadratische Formel für Gliechungen:
Für a=1,b=0,c=−3x1,2​=2⋅1−0±02−4⋅1⋅(−3)​​
x1,2​=2⋅1−0±02−4⋅1⋅(−3)​​
02−4⋅1⋅(−3)​=23​
02−4⋅1⋅(−3)​
Wende Regel an 0a=002=0=0−4⋅1⋅(−3)​
Wende Regel an −(−a)=a=0+4⋅1⋅3​
Multipliziere die Zahlen: 4⋅1⋅3=12=0+12​
Addiere die Zahlen: 0+12=12=12​
Primfaktorzerlegung von 12:22⋅3
12
12ist durch 212=6⋅2teilbar=2⋅6
6ist durch 26=3⋅2teilbar=2⋅2⋅3
2,3 sind alles Primzahlen, deshalb ist keine weitere Zerlegung möglich=2⋅2⋅3
=22⋅3
=22⋅3​
Wende Radikal Regel an: nab​=na​nb​=3​22​
Wende Radikal Regel an: nan​=a22​=2=23​
x1,2​=2⋅1−0±23​​
Trenne die Lösungenx1​=2⋅1−0+23​​,x2​=2⋅1−0−23​​
x=2⋅1−0+23​​:3​
2⋅1−0+23​​
−0+23​=23​=2⋅123​​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅1=2=223​​
Teile die Zahlen: 22​=1=3​
x=2⋅1−0−23​​:−3​
2⋅1−0−23​​
−0−23​=−23​=2⋅1−23​​
Multipliziere die Zahlen: 2⋅1=2=2−23​​
Wende Bruchregel an: b−a​=−ba​=−223​​
Teile die Zahlen: 22​=1=−3​
Die Lösungen für die quadratische Gleichung sind: x=3​,x=−3​
x=3​,x=−3​
Überprüfe die Lösungen
Bestimme unbestimmte (Singularitäts-)Punkte:x=1,x=−1
Nimm den/die Nenner von 1−x−11​⋅x+12​ und vergleiche mit Null
Löse x−1=0:x=1
x−1=0
Verschiebe 1auf die rechte Seite
x−1=0
Füge 1 zu beiden Seiten hinzux−1+1=0+1
Vereinfachex=1
x=1
Löse x+1=0:x=−1
x+1=0
Verschiebe 1auf die rechte Seite
x+1=0
Subtrahiere 1 von beiden Seitenx+1−1=0−1
Vereinfachex=−1
x=−1
Die folgenden Punkte sind unbestimmtx=1,x=−1
Kombine die undefinierten Punkte mit den Lösungen:
x=3​,x=−3​
Löse x−1=0:x=1
x−1=0
Verschiebe 1auf die rechte Seite
x−1=0
Füge 1 zu beiden Seiten hinzux−1+1=0+1
Vereinfachex=1
x=1
Löse x+1=0:x=−1
x+1=0
Verschiebe 1auf die rechte Seite
x+1=0
Subtrahiere 1 von beiden Seitenx+1−1=0−1
Vereinfachex=−1
x=−1
Die folgenden Punkte sind unbestimmtx=3​,x=−3​,x=1,x=−1
Kombine die undefinierten Punkte mit den Lösungen:
x=23+17​​,x=23−17​​
x=23+17​​,x=23−17​​
Verifiziere Lösungen, indem du sie in die Original-Gleichung einsetzt
Überprüfe die Lösungen, in dem die sie in arctan(x−11​)+arctan(x+12​)=4π​
einsetzt und entferne die Lösungen, die mit der Gleichung nicht übereinstimmen.
Überprüfe die Lösung 23+17​​:Wahr
23+17​​
Setze ein n=123+17​​
Setze x=23+17​​inarctan(x−11​)+arctan(x+12​)=4π​ ein, um zu lösenarctan(23+17​​−11​)+arctan(23+17​​+12​)=4π​
Fasse zusammen0.78539…=0.78539…
⇒Wahr
Überprüfe die Lösung 23−17​​:Wahr
23−17​​
Setze ein n=123−17​​
Setze x=23−17​​inarctan(x−11​)+arctan(x+12​)=4π​ ein, um zu lösenarctan(23−17​​−11​)+arctan(23−17​​+12​)=4π​
Fasse zusammen0.78539…=0.78539…
⇒Wahr
x=23+17​​,x=23−17​​

Graph

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Beliebte Beispiele

cot(3x)=-tan(-(2pi)/5)cot(3x)=−tan(−52π​)cos(x)= 60/61cos(x)=6160​cot(x)=sqrt(2)cot(x)=2​cos(θ)cot(θ)=-cos(θ)cos(θ)cot(θ)=−cos(θ)tan(x/2)=-1/(sqrt(3))tan(2x​)=−3​1​
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