Einleitung Viele Anwendungen kannst du mithilfe des Satzes von Pythagoras berechnen. Zeichne zuerst immer eine Skizze. Markiere den rechten Winkel und alle gegebenen Längen. So siehst du auf den ersten Blick, welche Länge gesucht ist: eine Kathete oder die Hypotenuse. Zur Erinnerung: Der Satz des Pythagoras lautet $$c^2 = a^2 + b^2$$, wenn $$c$$ die Hypotenuse im rechtwinkligen Dreieck ist. $$a$$ und $$b$$ sind Katheten. Du rechnest mit dem Satz immer erst eine Fläche aus. Zu einer Länge gelangst du durch Wurzelziehen, z. B. $$c= sqrt (a^2 + b^2)$$. Der Satz des Pythagoras lässt sich umstellen zu der Form $$a^2 = c^2 - b^2$$ oder $$b^2 = c^2 - a^2$$. In jedem Fall wird von dem Hypotenusenquadrat das Kathetenquadrat abgezogen. Die Leiter Wie hoch reicht eine 4 m lange Leiter hinauf, wenn du sie 1, 5 m entfernt von der Hauswand aufstellst? In dieser Aufgabe liegt ein rechtwinkliges Dreieck. Also kannst du den Satz von Pythagoras anwenden, um die fehlende Seite im Dreieck zu berechnen. Skizze: Du siehst, dass die Hypotenuse mit 4 m und eine Kathete mit 1, 5 m gegeben sind.
Beispiel 1: Hypotenuse berechnen Wir haben ein rechtwinkliges Dreieck wie in der nächsten Grafik zu sehen ist. Berechne die Länge der Hypotenuse c. Lösung: Die Katheten sind 4 cm und 5 cm lang. Damit ist a = 4 cm und b = 5 cm. Daher nehmen wir die Formel umgestellt nach c und setzen diese beiden Angaben ein. Wir berechnen beide Quadrate und beachten dabei, dass sowohl die Zahlen als auch die Einheiten quadriert werden müssen. Wir erhalten durch cm · cm = cm 2. Wir fassen unter der Wurzel zusammen und ziehen diese. Dabei muss beachtet werden, dass sowohl aus der Zahl als auch aus der Einheit die Wurzel gezogen werden muss. Die Wurzel aus cm 2 ist damit wieder cm. Für die Länge der Hypotenuse "c" erhalten wir etwa 6, 4 cm. Beispiel 2: Textaufgabe Satz des Pythagoras Im zweiten Beispiel haben wir eine Textaufgabe (Sachaufgabe) zum Satz des Pythagoras. Die Aufgabe: Eine Leiter wird an eine Mauer gelehnt. Die Leiter ist dabei so lange wie die Mauer hoch. Die Leiter wird so angelehnt, dass sie 20 cm unter dem oberen Mauerrand entfernt anliegt.
Nach dem Satz des Pythagoras muss man die Quadrate beider Differenzen summieren und aus dem Ergebnis die Wurzel ziehen, um die Entfernung zwischen A und B zu erhalten.
Berechne mit dem Satz des Pythagoras: Wie lang ist die Raumdiagonale r in einem Würfel mit der Kantenlänge a=12 cm? Lösung Die Grundfläche einer quadratischen Pyramide besitzt eine Seitenlänge von 2 m, die Höhe beträgt 2, 5 m. Berechne die Länge der Höhe einer der vier Seitenflächen. Von einem Quader ist bekannt, dass er 1 cm breit und 10 cm lang ist. Seine Raumdiagonale ist 20 cm lang. Wie hoch ist der Quader? Ein Oktaeder ist ein Körper mit acht gleichseitigen Dreiecken, die die Oberfläche bilden. Bestimme die Körperhöhe H, wenn a = 3 cm ist. Ein Tetraeder ist ein von vier gleichseitigen Dreiecken begrenzte Pyramide. Bestimme die Höhe h des Tetraeders, wenn die Seiten der gleichseitigen Dreiecke jeweils 8 cm lang sind. Welche Kantenlänge s hat eine sechsseitige, regelmäßige Pyramide, wenn ihre Höhe 20 cm beträgt und die Seitenlänge a=5 cm beträgt? die Länge der Seitenkanten. Wie hoch ist ein Kegel, dessen kreisförmige Grundfläche einen Radius von 10 cm hat und dessen Mantellinie (das ist die Geradlinige Verbindung von der Kegelspitze zu einem beliebigen Punkt auf dem Kreis, der die Grundfläche bildet) s = 20 cm lang ist?
Beachte: Das Dreieck muss einen rechten Winkel aufweisen. Die nächste Grafik zeigt ein rechtwinkliges Dreieck, an welchem man den Satz des Pythagoras anwenden kann: In der linken, unteren Ecke befindet sich ein rechter Winkel. An diesen Grenzen die Seiten a und b an, welche man als Katheten bezeichnet. Die längste Seite ist c und wird Hypotenuse genannt. Folgende Formel wird im Zusammenhang mit dem Satz des Pythagoras am häufigsten verwendet: Bevor wir uns Beispiele zum Satz des Pythagoras ansehen, kommen wir noch einmal zu den Formeln. Zunächst sehen wir uns an, wie die Formel vom Satz des Pythagoras umgestellt aussehen. Daher erst einmal "alle Formeln" zum Satz des Pythagoras oder genauer gesagt die bekannte Formel umgestellt: Satz des Pythagoras "alle Formeln" / umgestellt: Anzeige: Satz des Pythagoras: Beispielrechnung In diesem Abschnitt sehen wir uns zunächst eine Beispielrechnung zum Satz des Pythagoras an. Im zweiten Beispiel gibt es noch eine Textaufgabe um den Satz des Pythagoras anzuwenden.
Lösung: $$a^2=c^2-b^2$$ $$a^2=4^2-1, 5^2$$ $$a^2=16-2, 25$$ $$a^2=13, 75$$ $$|sqrt()$$ $$a approx 3, 7$$ $$m$$ Am Ende einer Anwendungsaufgabe kommt ein Antwortsatz. Die Leiter reicht ca. 3, 7 m an der Hauswand hinauf. Bei dem Wurzelziehen kommt in den meisten Fällen eine nicht abbrechende Dezimalzahl heraus. Du rundest das Ergebnis. In dem Beispiel wurde auf eine Nachkommastelle gerundet. Das Spielfeld Mathias läuft beim Training 10 x diagonal über das Feld mit den Maßen 100 m mal 50 m. Legt Mathias eine längere Strecke als 1 km zurück? Skizze: Du siehst, dass die Hypotenuse fehlt. Lösung: $$c^2=a^2+b^2$$ $$c^2=100^2+50^2$$ $$c^2=10000+2500$$ $$c^2=12500$$ $$c approx 111, 8$$ $$m$$ Mathias läuft die Strecke 10 Mal. $$111, 8*10=1118$$ $$m$$ $$1$$ $$km$$ $$=1000$$ $$m$$ Antwortsatz: Mathias legt mehr als 1 km zurück. Bild: (Jenny Hill) kann mehr: interaktive Übungen und Tests individueller Klassenarbeitstrainer Lernmanager Kombination von Aufgabentypen Pythagorasaufgaben können auch mit anderen Feldern der Mathematik kombiniert werden.
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