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Aufgabe: cos(3x)= cos x − 4 sin^2 x cos x

durch komplexe darstellung von sinus und cosinus beweisen


Problem/Ansatz:

ich habe bereits die komplexe darstellung von sinus und cosinus rau mit hilfe der Euler-formel raus und habe nur noch probleme bei der auflösung

\(cos(3x)=\frac{e^i+e^i}{2}-4(\frac{e^i-e^i}{2i})^2*\frac{e^i+e^i}{2} \)

\(cos(3x)=\frac{e^i+e^i}{2}-(\frac{4e^i-4e^i}{2i})^2*\frac{e^i+e^i}{2} \)

wie löse ich in den fall hoch 2 auf? und denkt euch einfach bei den e^i noch ein winkel dazu

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Beste Antwort

In den Exponenten fehlen hinterm i immer die x und vorne macht es Sinn, den cos 3x

auch in der e-form zu schreiben also i3x

jeweils im Exponenten. Die 4 wird nicht quadriert . Sollte also vor dem Bruch bleiben. Noch dran denken, dass Potenzen multipliziert werden, indem die Exponenten addiert werden (du willst am Ende ja auch was mit i3x in den Exponenten stehen haben. Beim zweiten Exponenten fehlt jeweils das Minus. Wenn ich das jetzt schreibe, dann solltest du das auch in der Augabe berücksichtigen. Ach ja und ix-ix=0

e^0=1 das ist auch noch ganz wichtig.

Am Ende noch die -4 vor dem zweiten Bruch gegen die-8 im Nenner kürzen , Dann sollte das Wunschresultat da stehen.

Dann sollte es klappen.

$$cos(3x)=\frac{e^{ix}+e^{-ix}}{2}-4(\frac{e^{ix}-e^{-ix}}{2i})^2*\frac{e^{ix}+e^{-ix}}{2} $$

$$cos(3x)=\frac{e^{ix}+e^{-ix}}{2}+\frac{e^{i2x}-2+e^{-i2x}}{1}*\frac{e^{ix}+e^{-ix}}{2} $$

$$cos(3x)=\frac{e^{ix}+e^{-ix}}{2}+\frac{e^{i3x}-2e^{ix}-2e^{-ix}+e^{ix}+e^{-ix}+e^{-i3x}}{2} $$

$$cos(3x)=\frac{e^{i3x}+e^{-i3x}}{2}$$

Avatar von 11 k

wo kommt den die -8 im nenner her dadurch das 2i *2i = -4 ist kürzt man doch die -4 vor der geleichung mit der -4 im nenner weg.

ich habe jetzt mit der binomischen formel die hoch 2 ausgerechnet und dan mal die -4 die davor steht genommen dadurch fällt der nenner dann weg

Kannst du auch machen, dahinter steht aber noch das cos x , damit ist der Nenner wieder 2

Zum Vergleich habe ich meine Antwort ergänzt.

vielen dank für ihre antwort hat sehr geholfen

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Hallo

 1. in deinen Formenl fehlen all Minus vor den i

2. die Quadrate löst man mit ausmultiplizieren bzw. der binomischen Formel, danach ein Hauptnenner und alles zusammenfassen .

 3. natürlich muss man auch cos(3x) in der exponentiellen Formel kennen, danach einfach linke und rechte Seite vergleichen

Gruß lul

Avatar von 106 k 🚀

danke für die antwort

mir ist gar nicht aufgefallen das ich das - vergessen habe

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