1. Das Problem lautet: Finde die Nullstellen der Funktion $5x^4 - 198x^2 + 800 = 0$ durch Faktorisieren.
2. Wir verwenden die Substitution $y = x^2$, damit die Gleichung zu einer quadratischen Form wird:
$$5y^2 - 198y + 800 = 0$$
3. Nun faktorisieren wir die quadratische Gleichung. Wir suchen zwei Zahlen, deren Produkt $5 \times 800 = 4000$ und deren Summe $-198$ ist.
4. Die Zahlen sind $-50$ und $-80$, denn $-50 \times -80 = 4000$ und $-50 + (-80) = -130$ stimmt nicht, also müssen wir die Zahlen nochmal prüfen.
5. Korrigieren wir: Wir suchen zwei Zahlen, deren Produkt $4000$ und deren Summe $-198$ ist.
6. Die richtigen Zahlen sind $-50$ und $-80$ nicht, wir probieren $-100$ und $-40$: $-100 \times -40 = 4000$ und $-100 + (-40) = -140$ auch nicht.
7. Wir versuchen $-150$ und $-48$: $-150 \times -48 = 7200$ zu groß.
8. Wir versuchen $-100$ und $-98$: $-100 \times -98 = 9800$ zu groß.
9. Wir versuchen $-120$ und $-78$: $-120 \times -78 = 9360$ zu groß.
10. Wir versuchen $-200$ und $-20$: $-200 \times -20 = 4000$ und $-200 + (-20) = -220$ zu groß.
11. Wir versuchen $-180$ und $-18$: $-180 \times -18 = 3240$ zu klein.
12. Wir versuchen $-198$ und $-20$: $-198 \times -20 = 3960$ zu klein.
13. Wir versuchen $-100$ und $-40$ nochmal, Summe ist -140, nicht -198.
14. Da die Faktorisierung schwierig ist, verwenden wir die Mitternachtsformel (quadratische Lösungsformel):
$$y = \frac{198 \pm \sqrt{(-198)^2 - 4 \times 5 \times 800}}{2 \times 5}$$
15. Berechnen wir die Diskriminante:
$$\Delta = 198^2 - 4 \times 5 \times 800 = 39204 - 16000 = 23204$$
16. Die Wurzel von $23204$ ist $152.32$ (gerundet).
17. Also:
$$y_1 = \frac{198 + 152.32}{10} = \frac{350.32}{10} = 35.032$$
$$y_2 = \frac{198 - 152.32}{10} = \frac{45.68}{10} = 4.568$$
18. Nun zurück substituieren $y = x^2$:
$$x^2 = 35.032 \quad \Rightarrow \quad x = \pm \sqrt{35.032} = \pm 5.92$$
$$x^2 = 4.568 \quad \Rightarrow \quad x = \pm \sqrt{4.568} = \pm 2.14$$
19. Die Nullstellen der Funktion sind also:
$$x = \pm 5.92, \quad x = \pm 2.14$$
Nullstellen Faktorisieren F75Db0
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