4u^2+4u+1=0 lösen

$$4 u ^ { 2 } + 4 u + 1 = 0$$

Nach u auflösen

$$u=-\frac{1}{2}=-0,5$$

Schritte unter Verwendung von Faktorisierung mittels Gruppierung

Um die Gleichung zu lösen, faktorisieren Sie die linke Seite durch Gruppieren. Zuerst muss die linke Seite als 4u^{2}+au+bu+1 umgeschrieben werden. Um a und b zu finden, stellen Sie ein zu lösendes System auf.

$$a+b=4 ab=4\times 1=4$$

Weil ab positiv ist, haben a und b dasselbe Vorzeichen. Weil a+b positiv ist, sind a und b beide positiv. Alle ganzzahligen Paare auflisten, die das Produkt 4 ergeben.

$$1,4 2,2$$

Die Summe für jedes Paar berechnen.

$$1+4=5 2+2=4$$

Die Lösung ist das Paar, das die Summe 4 ergibt.

$$a=2 b=2$$

4u^{2}+4u+1 als \left(4u^{2}+2u\right)+\left(2u+1\right) umschreiben.

$$\left(4u^{2}+2u\right)+\left(2u+1\right)$$

Klammern Sie 2u in 4u^{2}+2u aus.

$$2u\left(2u+1\right)+2u+1$$

Klammern Sie den gemeinsamen Term 2u+1 aus, indem Sie die distributive Eigenschaft verwenden.

$$\left(2u+1\right)\left(2u+1\right)$$

Umschreiben als binomisches Quadrat.

$$\left(2u+1\right)^{2}$$

Um eine Lösung für die Gleichung zu finden, lösen Sie 2u+1=0.

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

Schritte unter Verwendung der quadratischen Gleichung

Alle Gleichungen der Form ax^{2}+bx+c=0 können mithilfe dieser quadratischen Gleichung gelöst werden: \frac{-b±\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}. Die quadratische Gleichung ergibt zwei Lösungen, eine für ± bei Addition und eine bei Subtraktion.

$$4u^{2}+4u+1=0$$

Diese Gleichung hat die Standardform: ax^{2}+bx+c=0. Ersetzen Sie in der quadratischen Gleichung a durch 4, b durch 4 und c durch 1, \frac{-b±\sqrt{b^{2}-4ac}}{2a}.

$$u=\frac{-4±\sqrt{4^{2}-4\times 4}}{2\times 4}$$

4 zum Quadrat.

$$u=\frac{-4±\sqrt{16-4\times 4}}{2\times 4}$$

Multiplizieren Sie -4 mit 4.

$$u=\frac{-4±\sqrt{16-16}}{2\times 4}$$

Addieren Sie 16 zu -16.

$$u=\frac{-4±\sqrt{0}}{2\times 4}$$

Ziehen Sie die Quadratwurzel aus 0.

$$u=-\frac{4}{2\times 4}$$

Multiplizieren Sie 2 mit 4.

$$u=-\frac{4}{8}$$

Verringern Sie den Bruch \frac{-4}{8} um den niedrigsten Term, indem Sie 4 extrahieren und aufheben.

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

Schritte zum Fertigstellen des Quadrats

Quadratische Gleichungen wie diese können durch quadratische Ergänzung gelöst werden. Für die Anwendung der quadratischen Ergänzung muss die Gleichung zuerst in die Form x^{2}+bx=c gebracht werden.

$$4u^{2}+4u+1=0$$

1 von beiden Seiten der Gleichung subtrahieren.

$$4u^{2}+4u+1-1=-1$$

Die Subtraktion von 1 von sich selbst ergibt 0.

$$4u^{2}+4u=-1$$

Dividieren Sie beide Seiten durch 4.

$$\frac{4u^{2}+4u}{4}=-\frac{1}{4}$$

Division durch 4 macht die Multiplikation mit 4 rückgängig.

$$u^{2}+\frac{4}{4}u=-\frac{1}{4}$$

Dividieren Sie 4 durch 4.

$$u^{2}+u=-\frac{1}{4}$$

Dividieren Sie 1, den Koeffizienten des Terms x, durch 2, um \frac{1}{2} zu erhalten. Addieren Sie dann das Quadrat von \frac{1}{2} zu beiden Seiten der Gleichung. Dieser Schritt macht die linke Seite der Gleichung zu einem perfekten Quadrat.

$$u^{2}+u+\left(\frac{1}{2}\right)^{2}=-\frac{1}{4}+\left(\frac{1}{2}\right)^{2}$$

Bestimmen Sie das Quadrat von \frac{1}{2}, indem Sie das Quadrat des Zählers und das Quadrat des Nenners des Bruchs bilden.

$$u^{2}+u+\frac{1}{4}=\frac{-1+1}{4}$$

Addieren Sie -\frac{1}{4} zu \frac{1}{4}, indem Sie einen gemeinsamen Nenner suchen und die Zähler addieren. Kürzen Sie anschließend den Bruch auf die kleinsten möglichen Terme.

$$u^{2}+u+\frac{1}{4}=0$$

Faktor u^{2}+u+\frac{1}{4}. Wenn x^{2}+bx+c ein perfektes Quadrat ist, kann es im Allgemeinen immer als \left(x+\frac{b}{2}\right)^{2} faktorisieren.

$$\left(u+\frac{1}{2}\right)^{2}=0$$

Ziehen Sie die Quadratwurzel beider Seiten der Gleichung.

$$\sqrt{\left(u+\frac{1}{2}\right)^{2}}=\sqrt{0}$$

Vereinfachen.

$$u+\frac{1}{2}=0 u+\frac{1}{2}=0$$

\frac{1}{2} von beiden Seiten der Gleichung subtrahieren.

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

Die Gleichung ist jetzt gelöst. Die Lösungen sind identisch.

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