Geometrie-Trigonometrie-Kongruenzsätze - Berechnungen am Dreieck
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Beispiel Nr: 84
$\begin{array}{l}
\text{Gegeben:}\\
\text{Seite-Seite-Seite (SSS): }a-b-c \\
\text{Seite-Winkel-Seite (SWS): }\\
a-b-\gamma , a-c-\beta , b-c-\alpha \\
\text{Seite-Seite-Winkel(SsW): }\\
a-b-\alpha ,a-b-\beta , a-c-\alpha, a-c-\gamma, \\
b-c-\beta, b-c-\gamma \\
\text{Winkel-Winkel-Seite (WWS,WSW): }\\
c-\beta-\gamma,a-\alpha-\beta ,a-\alpha-\gamma,\\
a-\beta-\gamma,b-\alpha-\beta ,b-\alpha-\gamma,\\
b-\beta-\gamma,c-\alpha-\beta ,c-\alpha-\gamma \\
\text{Gesucht:} \\
\text{- alle Winkel und alle Seiten} \\
\text{- Fläche } \\
\text{- Umfang} \\
\text{- Höhen,Seitenhalbierende,Winkelhalbierende} \\
\text{- In- und Umkreisradius} \\
\text{Eingabe:} \\
\text{Nur drei Eingaben können ungleich Null sein.} \\
\text{Ausgabe der Grafik nur im PDF-Format.}\\
\\ \\ \textbf{Gegeben:} \\ a=5 \qquad b=4 \qquad \alpha=45 \qquad \\ \\ \textbf{Rechnung:} \\\text{Seite-Seite-Winkel}\\
a=5\quad b=4\quad \alpha=45^\circ\\
\\
\text{Sinus-Satz: } \displaystyle \frac{a}{\sin\alpha}=\frac{b}{\sin\beta } \\
\displaystyle \frac{a}{\sin\alpha}=\frac{b}{\sin\beta } \qquad / \cdot \sin\beta \qquad / \cdot \sin\alpha \\
a\cdot \sin\beta=b\cdot \sin \alpha \qquad /:a \\
\sin \beta =\displaystyle\frac{b\cdot \sin\alpha }{a } \\
\sin \beta =\displaystyle\frac{4 \cdot \sin45^\circ }{ 5 } \\
\sin \beta =0,566 \\
\beta=\arcsin(0,566) \\
\beta=34,4^\circ
\\
\text{Winkelsumme: } \alpha + \beta + \gamma =180^\circ\\
\alpha + \beta + \gamma =180 \qquad /-\alpha \qquad /-\beta \\
\gamma =180^\circ -\alpha -\beta \\
\gamma =180^\circ -45^\circ - 34,4^\circ \\
\gamma =101^\circ
\\
\text{Kosinus-Satz: } c^2=a^2+b^2-2\cdot a \cdot b \cdot \cos\gamma \\
c^2=a^2+b^2-2\cdot a \cdot b \cdot \cos\gamma \\
c=\sqrt{a^2+b^2-2\cdot a \cdot b \cdot \cos\gamma} \\
c=\sqrt{5^2+4^2-2\cdot 5 \cdot 4 \cdot \cos101^\circ} \\
c=6,95
\\
\text{Umfang: } U=a+b+c \\
U=5+4+6,95 \\
U=16
\\
\text{Höhe: } h_a \\
\sin\beta= \displaystyle \frac{h_a}{c} \\
\sin\beta= \displaystyle \frac{h_a}{c} \quad /\cdot c\\
h_a =c \cdot \sin\beta \\
h_a =6,95 \cdot \sin34,4^\circ \\
h_a=3,93
\\
\text{Flaeche: } \quad A = \frac{1}{2}\cdot a \cdot h_a \\
A = \frac{1}{2}\cdot 5 \cdot 3,93 \\
A=9,83
\\
\text{Höhe: } h_b \\
\sin\gamma= \displaystyle \frac{h_b}{a} \\
\sin\gamma= \displaystyle \frac{h_b}{a} \quad /\cdot a\\
h_b =a \cdot \sin\gamma \\
h_b =5 \cdot \sin101^\circ \\
h_b=4,92
\\
\text{Höhe: } h_c \\
\sin\alpha= \displaystyle \frac{h_c}{b} \\
\sin\alpha= \displaystyle \frac{h_c}{b} \quad / \cdot b\\
h_c=b \cdot \sin\alpha \\
h_c=4 \cdot \sin45^\circ \\
h_c=2,83
\\
\text{Winkelhalbierende: }\alpha \\
\delta=180-\beta-\frac{\alpha}{2} \\
\text{Sinus-Satz:} \displaystyle \frac{wha}{\sin\beta}=\frac{c}{\sin\delta } \\
\displaystyle \frac{wha}{\sin \beta}=\frac{c}{\sin\delta }\qquad /\cdot \sin\beta \\
wha=\displaystyle\frac{c \cdot \sin\beta}{ \sin\delta } \\
wha =\displaystyle\frac{6,95\cdot \sin34,4 }{ \sin123} \\
wha=4,69
\\
\text{Winkelhalbierende: }\beta \\
\delta=180-\frac{\beta}{2}-\gamma \\
\text{Sinus-Satz:} \displaystyle \frac{whb}{\sin\gamma}=\frac{a}{\sin\delta } \\
\displaystyle \frac{whb}{\sin \gamma}=\frac{a}{\sin\delta }\qquad /\cdot \sin\gamma \\
whb=\displaystyle\frac{a \cdot \sin\gamma}{ \sin\delta } \\
whb =\displaystyle\frac{5\cdot \sin101 }{ \sin62,2} \\
whb=5,56
\\
\text{Winkelhalbierende: }\gamma \\
\delta=180-\alpha-\frac{\gamma}{2} \\
\text{Sinus-Satz:} \displaystyle \frac{whc}{\sin\alpha}=\frac{b}{\sin\delta } \\
\displaystyle \frac{whc}{\sin \alpha}=\frac{b}{\sin\delta }\qquad /\cdot \sin\alpha \\
whc=\displaystyle\frac{b \cdot \sin\alpha}{ \sin\delta } \\
whc =\displaystyle\frac{4\cdot \sin45 }{ \sin123} \\
whc=4,22
\\
\text{Seitenhalbierende: } \\ s_a=\frac{1}{2}\sqrt{2(b^2+c^2)-a^2} \\
s_a=\frac{1}{2}\sqrt{2(4^2+6,95^2)-5^2} \\
s_a=5,09
\\
\text{Seitenhalbierende: } s_b=\frac{1}{2}\sqrt{2(a^2+c^2)-b^2}\\
s_b=\frac{1}{2}\sqrt{2(5^2+6,95^2)-4^2}\\
s_b=5,72
\\
\text{Seitenhalbierende: } s_c=\frac{1}{2}\sqrt{2(a^2+b^2)-c^2}\\
s_c=\frac{1}{2}\sqrt{2(5^2+4^2)-6,95^2}\\
s_c=4,06
\\
\text{Umkreisradius: } 2\cdot r_u= \displaystyle \frac{a}{\sin\alpha} \\
r_u =\displaystyle\frac{a}{2\cdot\sin\alpha} \\
r_u =\displaystyle\frac{5}{2\cdot\sin45^\circ} \\
r_u=3,54
\\
\text{Inkreisradius: }r_i= \displaystyle \frac{2 \cdot A}{U} \\
r_i= \displaystyle \frac{2 \cdot 9,83}{16} \\
r_i=1,23
\\ \end{array}$