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Streckenlängen berechnen

Zwei Seiten eines rechtwinkligen Dreiecks sind bekannt — wie lang ist die dritte, ohne dass man misst?

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Die Hypotenuse berechnen

Beide Katheten sind bekannt, die Hypotenuse \(c\) ist gesucht.

  • Ansatz:\(c^2=a^2+b^2\) (2.1.1).
  • Wurzel ziehen:\(c=\sqrt{a^2+b^2}\) — nur die positive Lösung, denn \(c\) ist eine Länge.
  • Beispiel:\(a=6\,\mathrm{cm}\), \(b=8\,\mathrm{cm}\): \(c=\sqrt{36+64}\,\mathrm{cm}=\sqrt{100}\,\mathrm{cm}=10\,\mathrm{cm}\).
  • GTR:SHIFT x² für \(\sqrt{\phantom{x}}\), dann 6 x² + 8 x² EXE → \(10\).
  • Probe:\(c\) ist länger als jede Kathete und kürzer als \(a+b\).
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Eine Kathete berechnen

Jetzt sind die Hypotenuse \(c\) und eine Kathete bekannt. Man stellt den Satz nach der gesuchten Kathete um.

Herleitung:

\(\textcolor{#2c5fb5}{a^2}+\textcolor{#4a7530}{b^2}=\textcolor{#7c5fb5}{c^2}\)
\(-\,b^2\)
Start: der Satz des Pythagoras.
\(\textcolor{#2c5fb5}{a^2}=\textcolor{#7c5fb5}{c^2}-\textcolor{#4a7530}{b^2}\)
\(\sqrt{\phantom{x}}\)
Das bekannte Kathetenquadrat auf die andere Seite bringen.
\(\textcolor{#2c5fb5}{a}=\sqrt{\textcolor{#7c5fb5}{c^2}-\textcolor{#4a7530}{b^2}}\)
Ergebnis
Wurzel ziehen — nur der positive Wert ist eine Länge.
  • Beispiel:\(c=13\,\mathrm{cm}\), \(b=12\,\mathrm{cm}\): \(a=\sqrt{169-144}\,\mathrm{cm}=\sqrt{25}\,\mathrm{cm}=5\,\mathrm{cm}\).
  • CAS:solve(x^2+12^2=13^2,x) → x=−5 or x=5; als Länge zählt nur \(5\,\mathrm{cm}\).

Wähle, welche Seite gesucht ist, und stelle die beiden bekannten Seiten ein. Das Dreieck wird maßstäblich gezeichnet und die Rechnung läuft mit.

Welche Seite fehlt?

Halte fest: Für die Hypotenuse werden die Quadrate addiert, für eine Kathete wird vom Hypotenusenquadrat subtrahiert.

Merke

Hypotenuse: \(c=\sqrt{a^2+b^2}\)  ·  Kathete: \(a=\sqrt{c^2-b^2}\)

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Allgemeine Hinweise

Minus bei der Kathete

\(a=\sqrt{c^2+b^2}\) wäre länger als die Hypotenuse — das kann nicht stimmen.

Keine Wurzel aus Summanden

\(\sqrt{36+64}=10\), aber \(\sqrt{36}+\sqrt{64}=14\). Erst addieren, dann die Wurzel ziehen.

Gleiche Einheiten

Vor dem Rechnen alles in dieselbe Einheit umwandeln: \(80\,\mathrm{cm}\) und \(1{,}5\,\mathrm{m}\) als \(0{,}8\,\mathrm{m}\) und \(1{,}5\,\mathrm{m}\).

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