Jeena Paradies: 0 = cos²x -sin²x

Hallo,

Ich stocke wieder einmal bei einer Rechnung:

[latex]0 = \cos^2x -\sin^2x[/latex]

Die Lehrerin hat uns noch den Tipp gegeben dass das ganze über Tangens auszurechnen geht. Von Tangens weiß ich:

[latex]\tan x = \frac{\sin x}{\cos x}[/latex]

Die Lösung zu der oben angegebenen Aufgabe lautet:

[latex]x = ± \frac{\pi}{4} + n \pi[/latex]

Aber ich habe nicht einen einzigen Ansatz gefunden, wie ich auf das Ergebniss kommen könnte. Könnt ihr mir da ein wenig helfen?

Grüße
Jeena Paradies

  1. Hello Ric,

    [latex]0 = \cos^2x -\sin^2x[/latex]

    ich kenn nur

    [latex]1 = \cos^2x +\sin^2x[/latex]

    und Wiki steht heute leider

    http://de.wikipedia.org/wiki/Winkelfunktionen

    Harzliche Grüße vom Berg
    http://www.annerschbarrich.de

    Tom

    --
    Fortschritt entsteht nur durch die Auseinandersetzung der Kreativen
    Nur selber lernen macht schlau

    1. Hello out there!

      ich kenn nur
          1 = cos²x + sin²x

      Das gilt für _alle_ x.

      Die Frage war: für _welche_ x gilt
          0 = cos²x - sin²x?

      See ya up the road,
      Gunnar

      --
      “Remember, in the end, nobody wins unless everybody wins.” (Bruce Springsteen)
      1. Hello,

        Hello out there!

        ich kenn nur
            1 = cos²x + sin²x

        Das gilt für _alle_ x.

        Die Frage war: für _welche_ x gilt
            0 = cos²x - sin²x?

        Hab ich ja auch nix dagegen einzuwenden :-)
        Dank zweier Formeln kann man aber jeweils die eine Winkelfunktion substituieren

        Harzliche Grüße vom Berg
        http://www.annerschbarrich.de

        Tom

        --
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  2. Hallo Jeena,

    0 = cos²(x) - sin²(x)

    das bedeutet doch etwas übersichtlicher geschrieben

    cos²(x) = sin²(x)

    oder nach dem Wurzelziehen

    cos(x) = ±sin(x)

    Damit ist die erste Lösung gleich mal bei 45°=π/4, und dadurch, dass das Vorzeichen keine Rolle spielt, gibt es alle 90°, also bei 135°=3π/4, bei 225°=5π/4 und 315°=7π/4 weitere Lösungen. Das kann man sehr anschaulich lösen, wenn man cos(x), sin(x) und -sin(x) in ein Diagramm einzeichnet.

    Die Lehrerin hat uns noch den Tipp gegeben dass das ganze über Tangens auszurechnen geht.

    Hm. Möglich, dass man mit so einem Ansatz auch was ausrichten kann, aber mir kommt es unnötig kompliziert vor.

    [latex]x = ± \frac{\pi}{4} + n \pi[/latex]

    Ich hätte es nach meinem Ansatz anders formuliert:

    x = π/4 + n*(π/2)

    Das bedeutet aber letztendlich dasselbe, nur das Plus/Minus ist weg.

    Schönen Abend noch,
     Martin

    --
    Faulheit ist, mit dem Cocktailshaker in der Hand auf das nächste Erdbeben zu warten.
  3. Hi,

    ähm, meine Mathekenntnisse sind eingestaubt, aber ist das nicht "einfach" so:

    [latex]=> \cos^2x = \sin^2x[/latex]
    [latex]=> \frac{\sin^2x}{\cos^2x} = 1[/latex]
    Wurzel (daher +/- im Ergebnis)
    [latex]=> \frac{\sin^2x}{\cos^2x} = +/-1[/latex]
    [latex]=> \tan x = +/-1[/latex]
    (ich schreib jetzt mal arc tan, keine Ahnung ob das so heißt...)
    [latex]=> \arctan 1 = x[/latex]
    [latex]=> x=\pi[/latex]

    MfG
    Rouven

    --
    -------------------
    ss:) zu:) ls:& fo:) de:< va:{ ch:? sh:) n4:( rl:? br:$ js:| ie:) fl:(
    1. Hello out there!

      [latex]=> \tan x = +/-1[/latex]

      Bis hierher richtig (außer dass es mit [latex]\LaTeX[/latex] besser geht: '±' ist '\pm'; '⇒' ist '\Rightarrow')
      [latex]\Rightarrow \tan x = \pm 1[/latex]

      (ich schreib jetzt mal arc tan, keine Ahnung ob das so heißt...)

      Das tut es (ohne Leerzeichen).

      [latex]=> \arctan 1 = x[/latex]

      Da hast du einiges vergessen:
      • Was ist mit der -1?
      • Was ist mit den unendlich vielen anderen Lösungen?

      See ya up the road,
      Gunnar

      --
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    2. Nur der Vollständigkeit halber:

      [latex] \cos^2x = \sin^2x[/latex]
      [latex]=> \frac{\sin^2x}{\cos^2x} = 1[/latex]

      Aber natürlich nur, wenn [latex] \cos^2x \neq 0 [/latex] gilt, was leicht zu begründen ist.

      Claus

  4. Hallo,

    Aber ich habe nicht einen einzigen Ansatz gefunden, wie ich auf das Ergebniss kommen könnte. Könnt ihr mir da ein wenig helfen?

    0 = cos²x - sin²x
    1 = cos²x + sin²x
    1 = 2 sin²x

    sin x = ±√0.5

    x = ±45° bzw. ±pi/4 und der Symmetrie wegen in pi-Schritten weiterzaehlen.

    MfG, Thomas

    1. Hallo Thomas,

      Ich hab erst mal überlegt, was Du da eigentlich wurstelst. Du addierst wohl die beiden Gleichungen?

      0 = cos²x - sin²x
      1 = cos²x + sin²x

      Das gibt dann aber:
      1 = 2 cos²x
      cos x = ±√0.5

      Das führt freilich zur gleichen Lösung. Der von der Lehrerin angedachte Lösungsansatz ist aber wohl der von Rouven, wobei natürlich arctan 1 = PI/4.

      Grüße

      Daniel

      1. Hello out there!

        Ich hab erst mal überlegt, was Du da eigentlich wurstelst. Du addierst wohl die beiden Gleichungen?

        Nein; zweite minus erste.

        See ya up the road,
        Gunnar

        --
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      2. Hallo,

        Ich hab erst mal überlegt, was Du da eigentlich wurstelst. Du addierst wohl die beiden Gleichungen?

        Also gewurstelt habe ich eigentlich nicht.

        Der von der Lehrerin angedachte Lösungsansatz ist aber wohl der von Rouven, wobei natürlich arctan 1 = PI/4.

        Kommt oefter vor, dass meine Loesungsansaetze nicht den Gedanken der Lehrerin entsprechen ;-).

        MfG, Thomas

    2. Hallo,

      0 = cos²x - sin²x
      1 = cos²x + sin²x

      Wo kommt so urplötzlich die 1 her?

      1 = 2 sin²x

      Was ist hier passiert, dass cos weg, dafür aber eine 2 da ist?

      Grüße
      Jeena Paradies

      1. Hallo,

        0 = cos²x - sin²x
        1 = cos²x + sin²x
        Wo kommt so urplötzlich die 1 her?

        Die zweite Gleichung ist eine bekannte Beziehung zwischen den Quadraten von Sinus und Cosinus.

        1 = 2 sin²x
        Was ist hier passiert, dass cos weg, dafür aber eine 2 da ist?

        Die erste Gleichung sagt, dass cos²x gleich sin²x sein soll. Also habe ich cos²x in der zweiten Gleichung durch sin²x ersetzt und nun steht rechts sin²x + sin²x --> 2 sin²x.

        MfG, Thomas

        1. Hello out there!

          [1 = cos²x + sin²x] ist eine bekannte Beziehung zwischen den Quadraten von Sinus und Cosinus.

          Bekannt unter „Satz des Pythagoras“ (am Einheitskreis).

          See ya up the road,
          Gunnar

          --
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  5. Hello out there!

    Noch ’ne Möglichkeit, zur Lösung zu kommen:

    cos 2x = cos²x - sin²x = 0
        2x = ½π + kπ           (k ∈ ℤ)
         x = ¼π + ½kπ

    See ya up the road,
    Gunnar

    --
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    1. Hallo,

      cos 2x = cos²x - sin²x = 0
          2x = ½π + kπ           (k ∈ ℤ)
           x = ¼π + ½kπ

      Ich verstehe nicht so recht wie du auf die erste Zeile kommst, wo kommt plötzlich cos 2x her?

      Und ehrlich gesagt auch nicht auf die zweite, wieso verschwindet plötzlich cos und sin?

      Grüße
      Jeena Paradies

      1. Hi,

        cos 2x = cos²x - sin²x = 0
            2x = ½π + kπ           (k ∈ ℤ)
             x = ¼π + ½kπ

        Ich verstehe nicht so recht wie du auf die erste Zeile kommst, wo kommt plötzlich cos 2x her?

        Siehe in deiner Formelsammlung unter Beziehungen zwischen den trigonometrischen Funktionen nach und du findest genau das, was Gunnar geschrieben hat.

        Und ehrlich gesagt auch nicht auf die zweite, wieso verschwindet plötzlich cos und sin?

        Aus Zeile 1 folgt:

        cos 2x = 0

        Die Lösung dazu ist Zeile 2, d.h. die Nullstellen des cos() mit dem Argument 2x. Und da du x und nicht 2x suchst, teilst du Zeile 2 durch 2. Alles klar?

        Schönen Sonntag noch!
        O'Brien

        --
        Frank und Buster: "Heya, wir sind hier um zu helfen!"
  6. Hallo,

    Ich stocke wieder einmal bei einer Rechnung:

    [latex]0 = \cos^2x -\sin^2x[/latex]

    Um hier zu einer Lösung zu kommen mußt Du nichtmal rechnen, es bedarf nur etwas Kenntnis der Mathematik. Deine Gleichnung ist lediglich ein Sonderfall für die allgemeine Hyperbelgleichnung:

    [latex]c = \cos^2x -\sin^2x[/latex]

    Für den Fall c=0 ist die resultierende Funktion im Punkt x=0 nicht mehr differenzierbar den die resultierenden Hyperbeln (sind dann wohl nicht wirklich noch Hyperbeln) fallen auch die Winkelhalbierenden der entsprechenden Quadranten. Also:

    [latex]f(x) = ± x[/latex]

    Gruß
    KiloBravo

    1. Hello out there!

      es bedarf nur etwas Kenntnis der Mathematik.

      Bedarf deine einer Auffrischung? Oder meine?

      die allgemeine Hyperbelgleichnung:
      c = cos²x - sin²x

      Wie soll das die Gleichung einer Hyperbel sein?

      Eine Hyperbel ist eine Menge von Punkten (x, y); in der Beschreibung von deren Eigenschaften sollte sowohl x als auch y auftauchen.

      See ya up the road,
      Gunnar

      --
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