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Übung — AFB II (Zusammenhänge herstellen)

Zehn Aufgaben vom Teich bis zum Handymast — erst skizzieren, dann in mehreren Schritten lösen.

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Aufgabenblock — AFB II

Zehn Aufgaben aus dem ganzen Kapitel: erst eine Skizze machen, dann in mehreren Schritten rechnen oder konstruieren — mit gestuften Tipps, wenn du nicht weiterkommst.

A1
Doppelt so groß
AFB II

In einem Dreieck ist α doppelt so groß wie β, und γ = 72°.

a) Berechne β. b) Berechne α.

°
°
Ansatz: Setze β = x, dann α = 2x und nutze die Winkelsumme.
Rechenweg: x + 2x + 72° = 180°, also 3x = 108°.
Lösung: a) 36° b) 72°
Vollständige Lösung
Mit β = x gilt 2x + x + 72° = 180°, also 3x = 108° und x = 36°. Damit β = 36° und α = 72°.
A2
Basiswinkel und Spitze
AFB II

In einem gleichschenkligen Dreieck ist jeder Basiswinkel doppelt so groß wie der Winkel an der Spitze.

a) Berechne den Winkel an der Spitze. b) Berechne einen Basiswinkel.

°
°
Ansatz: Spitzenwinkel γ = x, Basiswinkel je 2x.
Rechenweg: 2x + 2x + x = 5x = 180°.
Lösung: a) 36° b) 72°
Vollständige Lösung
Aus 5x = 180° folgt x = 36°: γ = 36°, α = β = 72°.
A3
Außenwinkel
AFB II

Der Außenwinkel bei B (Nebenwinkel von β) beträgt 125°, außerdem ist α = 50°.

a) Berechne β. b) Berechne γ.

°
°
Ansatz: Nebenwinkel ergänzen sich zu 180°.
Rechenweg: β = 180° − 125°; danach die Winkelsumme.
Lösung: a) 55° b) 75°
Vollständige Lösung
β = 180° − 125° = 55°, γ = 180° − 50° − 55° = 75°. Probe: Der Außenwinkel 125° = α + γ.
A4
Runder Teich
AFB II

A und B liegen sich an einem kreisrunden Teich genau gegenüber (AB ist ein Durchmesser). Vom Punkt C am Ufer aus sieht man die Strecke AB. Bei A misst man α = 28°.

a) Wie groß ist der Winkel bei C? b) Berechne β.

°
°
Ansatz: C liegt auf dem Kreis mit Durchmesser AB — welcher Satz passt?
Rechenweg: Nach Thales ist γ = 90°, dann Winkelsumme.
Lösung: a) 90° b) 62°
Vollständige Lösung
Satz des Thales: γ = 90°. β = 180° − 90° − 28° = 62°.
A5
Handymast
AFB II

Ein Handymast soll von den Orten A und B gleich weit entfernt sein und außerdem genau 3 km von einer geraden Bahnlinie g. Die Strecke AB steht schräg zu g.

Wie viele mögliche Standorte gibt es?

Ansatz: Übersetze beide Bedingungen in Ortslinien.
Rechenweg: Mittelsenkrechte von AB und Parallelenpaar zu g im Abstand 3 km.
Lösung: 2 Standorte
Vollständige Lösung
Die Mittelsenkrechte von AB schneidet jede der beiden Parallelen zu g genau einmal (sie ist nicht parallel zu g). Also gibt es 2 Standorte.
A6
Brunnen für drei Häuser
AFB II

Drei Häuser bilden ein rechtwinkliges Dreieck; die längste Seite ist 13 m lang. Ein Brunnen soll von allen drei Häusern gleich weit entfernt sein.

Wie weit ist der Brunnen von jedem Haus entfernt?

m
Ansatz: Gleich weit von drei Punkten: Umkreismittelpunkt.
Rechenweg: Im rechtwinkligen Dreieck liegt U in der Mitte der Hypotenuse (Thales).
Lösung: 6,5 m
Vollständige Lösung
Der Brunnen steht im Umkreismittelpunkt. Beim rechtwinkligen Dreieck ist das der Mittelpunkt der Hypotenuse: r = 13 m : 2 = 6,5 m.
A7
Kongruente Dreiecke
AFB II

Die Dreiecke ABC und DEF stimmen überein in c = f = 5 cm, α = δ = 40° und β = ε = 70°.

a) Nach welchem Satz sind sie kongruent? Gib die Nummer an: 1 = SSS, 2 = SWS, 3 = WSW, 4 = SsW. b) Wie groß ist der dritte Winkel φ von DEF?

°
Ansatz: Welche Stücke liegen an der Seite c?
Rechenweg: Eine Seite und die zwei anliegenden Winkel; φ = γ.
Lösung: a) 3 (WSW) b) 70°
Vollständige Lösung
Seite mit beiden anliegenden Winkeln: WSW. In kongruenten Dreiecken sind entsprechende Winkel gleich: φ = γ = 180° − 40° − 70° = 70°.
A8
Parallele durch C
AFB II

Durch C wird die Parallele zu AB gezeichnet. Sie bildet mit CA den Winkel 52° und mit CB den Winkel 61°.

a) Wie groß ist α? b) Berechne γ.

°
°
Ansatz: Die Winkel an der Parallelen sind Wechselwinkel zu α und β.
Rechenweg: Die drei Winkel an C ergeben zusammen 180°.
Lösung: a) 52° b) 67°
Vollständige Lösung
Wechselwinkel: α = 52°, β = 61°. Gestreckter Winkel an C: γ = 180° − 52° − 61° = 67°.
A9
Schwerpunkt
AFB II

Die Seitenhalbierende von A zum Mittelpunkt von a ist 7,5 cm lang.

a) Wie weit ist S von A entfernt? b) Wie weit ist S vom Mittelpunkt der Seite a entfernt?

cm
cm
Ansatz: S teilt die Seitenhalbierende im Verhältnis 2 : 1.
Rechenweg: Drei gleiche Teile zu je 2,5 cm.
Lösung: a) 5 cm b) 2,5 cm
Vollständige Lösung
7,5 cm : 3 = 2,5 cm. Zwei Teile liegen zwischen A und S (5 cm), ein Teil zwischen S und der Seitenmitte (2,5 cm).
A10
Tangente
AFB II

Von einem Punkt P außerhalb eines Kreises mit Mittelpunkt M wird eine Tangente gezeichnet; sie berührt den Kreis in B. Der Winkel bei P zwischen Tangente und PM beträgt 37°.

Berechne den Winkel ∠BMP.

°
Ansatz: Welcher Winkel liegt im Berührpunkt B?
Rechenweg: Die Tangente steht senkrecht auf MB: Winkel bei B = 90°.
Lösung: 53°
Vollständige Lösung
Im Dreieck BMP ist der Winkel bei B = 90° (Tangente ⊥ Radius). ∠BMP = 180° − 90° − 37° = 53°.