Faktorisierungsrechner
Faktorisieren Sie Ausdrücke Schritt für Schritt
Der Rechner versucht, jeden Ausdruck zu faktorisieren (Polynom, Binom, Trinom, quadratisch, rational, irrational, exponentiell, trigonometrisch oder eine Mischung davon), wobei die Schritte angezeigt werden. Dazu werden zunächst einige Substitutionen angewendet, um den Ausdruck in ein Polynom umzuwandeln, und anschließend werden folgende Techniken verwendet: Ausklammern von Monomen (gemeinsamer Faktor), Faktorisierung quadratischer Ausdrücke, Gruppieren und Umgruppieren, Quadrat der Summe/Differenz, dritte Potenz der Summe/Differenz, Differenz von Quadraten, Summe/Differenz von Kuben sowie der Satz über rationale Nullstellen.
Solution
Your input: factor $$$x^{4} - 20 x^{2} + 64$$$.
We can treat $$$x^{4} - 20 x^{2} + 64$$$ as a quadratic function with respect to $$$x^{2}$$$.
Let $$$Y = x^{2}$$$.
Temporarily rewrite $$$x^{4} - 20 x^{2} + 64$$$ in terms of $$$Y$$$: $$$x^{4} - 20 x^{2} + 64$$$ becomes $$$Y^{2} - 20 Y + 64$$$.
To factor the quadratic function $$$Y^{2} - 20 Y + 64$$$, we should solve the corresponding quadratic equation $$$Y^{2} - 20 Y + 64=0$$$.
Indeed, if $$$Y_1$$$ and $$$Y_2$$$ are the roots of the quadratic equation $$$aY^2+bY+c=0$$$, then $$$aY^2+bY+c=a(Y-Y_1)(Y-Y_2)$$$.
Solve the quadratic equation $$$Y^{2} - 20 Y + 64=0$$$.
The roots are $$$Y_{1} = 16$$$, $$$Y_{2} = 4$$$ (use the quadratic equation calculator to see the steps).
Therefore, $$$Y^{2} - 20 Y + 64 = \left(Y - 16\right) \left(Y - 4\right)$$$.
Recall that $$$Y = x^{2}$$$: $$$x^{4} - 20 x^{2} + 64 = 1 \left(x^{2} - 16\right) \left(x^{2} - 4\right)$$$.
$${\color{red}{\left(x^{4} - 20 x^{2} + 64\right)}} = {\color{red}{1 \left(x^{2} - 16\right) \left(x^{2} - 4\right)}}$$
Apply the difference of squares formula $$$\alpha^{2} - \beta^{2} = \left(\alpha - \beta\right) \left(\alpha + \beta\right)$$$ with $$$\alpha = x$$$ and $$$\beta = 2$$$:
$$\left(x^{2} - 16\right) {\color{red}{\left(x^{2} - 4\right)}} = \left(x^{2} - 16\right) {\color{red}{\left(x - 2\right) \left(x + 2\right)}}$$
Apply the difference of squares formula $$$\alpha^{2} - \beta^{2} = \left(\alpha - \beta\right) \left(\alpha + \beta\right)$$$ with $$$\alpha = x$$$ and $$$\beta = 4$$$:
$$\left(x - 2\right) \left(x + 2\right) {\color{red}{\left(x^{2} - 16\right)}} = \left(x - 2\right) \left(x + 2\right) {\color{red}{\left(x - 4\right) \left(x + 4\right)}}$$
Thus, $$$x^{4} - 20 x^{2} + 64=\left(x - 4\right) \left(x - 2\right) \left(x + 2\right) \left(x + 4\right)$$$.
Answer: $$$x^{4} - 20 x^{2} + 64=\left(x - 4\right) \left(x - 2\right) \left(x + 2\right) \left(x + 4\right)$$$.