Bestimme mithilfe der Substitutionsmethode die Nullstellen von f.
f(x)=x4−2x2−8
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Substitutionsverfahren
f(x)=x4−2x2−8
Setze die Gleichung gleich 0.
0=x4−2x2−8
Nun zur Substitution:
0=(x2)2−2x2−8
Substituiere: z=x2.
0=z2−2z−8
Löse die so gewonnene Gleichung mit Hilfe der Mitternachtsformel.
z1,2=2⋅12±22−4⋅1⋅(−8)
Jetzt wird noch vereinfacht.
z1,2=22±36
z1=22+6=4
z2=22−6=−2
Zum Schluss muss natürlich die Resubstitution angewandt:
Um auf die Nullstellen von f(x) zu kommen, musst du nun noch resubstituieren:
z=x2⇔x=±z
Aus z1=4 folgt:
x1,2=±4⇒x1=2 und x2=−2
Aus z=−2 bekommt man keine Lösungen für f(x)=0, da man aus um auf x zu kommen die Wurzel aus −2 ziehen müsste. Aber man kann keine Quadratwurzeln aus negativen Zahlen ziehen!
Die Funktion hat also die beiden Nullstellen x1=2 und x2=−2.
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f(x)=21x6+x3−4
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Substitutionsverfahren
f(x)=21x6+x3−4
Setzte die Gleichung gleich 0.
0=21x6+x3−4
Nun zur Substitution:
0=21(x3)2+x3−4
Substituiere: u=x3.
0=21u2+u−4
Wende nun die Mitternachtsformel an um die Nullstellen der substituierten Gleichung zu berechnen.
u1,2=2⋅21−1±12−4⋅21⋅(−4)
Jetzt wird noch vereinfacht.
u1,2=1−1±1+8
u1,2=−1±9
u1,2=−1±3
Berechne u1 und u2.
u1=2 und u2=−4
Resubstitution
Um auf die Nullstellen von f(x) zu kommen, musst du nun noch resubstituieren:
u=x3⇔x=3u
u1=2⇔x1=32≈1,26
u2=−4⇔x2=3−4≈−1,59
Die Funktion hat also die beiden Nullstellen x1=32 und x2=3−4.
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