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Bestimmen Sie die Nullstellen der durch folgende Funktionsterme gegebenen reellen Funktionen mithilfe des Substitutionsverfahrens.


a) f(x)= x4-4x2+3

b) f(x)= x4-9x2+20

c) f(x)= x4-x2-2

d) f(x)= 0,25x4-x2-1,25


Bitte auch mit Beispiellösung, weil ich echt keinen Plan davon habe.
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hallo

x^4-4x^2+3 = 0 | setze x^2 = z
z^2 - 4z + 3 = 0 | pq-formel anwenden
z1,z2 = 2 ± √(4-3)
z1,z2 = 2 ± 1
z1 = 3, z2 = 1

wir haben jetzt z1, z2 berechnet.
wir wollen aber lösungen, in denen x vorkommt.
dazu machen wir die substitution rückgängig:
wir hatten x^2 = z gesetzt. um an das x ranzukommen,
lösen wir die gleichung nach x auf.
x = √(z)
da wir zwei verschiedene z haben, nämlich z1, z2 setzen wir
sie nacheinander in die gleichung ein. wir beginnen mit z1:
x1,x2 = ±√(z1) = ±√(3).
x1 = √(3)
x2 = -√(3).
das machen wir jetzt mit z2:
x3,x4 = ±√(z2) = ±√(1).
x3 = 1, x4 = -1.
insgesamt erhalten wir vier lösungen für x^4-4x^2+3 = 0:
x1 = √(3)
x2 = -√(3)
x3 = 1
x4 = -1
das sind die x-koordinaten der nullstellen der funktion f(x) = x^4-4x^2+3

lg
Avatar von 11 k
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Substituieren heißt, dass du aus einem x² ein y machst - was z.B. bei x4 zu einem y² führt. Deine gewonnenen Werte am Ende musst du dann bloß resubstituieren. Das heißt, dass du aus deinem y wieder ein x² machst.

 

Wenn du zum Beispiel y1 = 4 hast, dann ist x1 = √4 = 2 v -2

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Du hast ja

0.25·z^2 - z - 1.25 = 0

Das ist ja einfach eine quadratische Gleichung die du mit abc-Formel lösen kannst.

Die Lösungen sind bei z = 5 und z = -1.

Du kannst auch mit 4 multiplizieren

0.25·z^2 - z - 1.25 = 0
z^2 - 4·z - 5 = 0

und dann die pq-Formel anwenden.

Avatar von 487 k 🚀

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