Geometrie-Trigonometrie-Kongruenzsätze - Berechnungen am Dreieck

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Beispiel Nr: 26
$\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 \alpha=90 \qquad \gamma=30 \qquad \\ \\ \textbf{Rechnung:} \\\text{Winkel-Winkel-Seite}\\ a=5\quad \alpha=90^\circ\quad \gamma=30^\circ\\ \\ \text{Winkelsumme: } \alpha + \beta + \gamma =180^\circ\\ \alpha+ \beta + \gamma =180 \qquad /-\alpha \qquad /-\gamma \\ \beta =180^\circ -\alpha - \gamma \\ \beta =180^\circ -90^\circ - 30^\circ \\ \beta =60^\circ \\ \text{Sinus: }\quad \sin\beta= \displaystyle \frac{b}{a} \\ \sin\beta= \displaystyle \frac{b}{a} \quad / \cdot a\\ b=a \cdot \sin\beta \\ b=5 \cdot \sin60 \\ b=4,33 \\ \text{Pythagoras: } a^2=b^2+c^2 \quad /-b^2\\ c^2=a^2-b^2 \\ c=\sqrt{a^2-b^2} \\ c=\sqrt{5^2-4,33^2}\\ c=2\frac{1}{2} \\ \text{Umfang: } U=a+b+c \\ U=5+4,33+2\frac{1}{2} \\ U=11,8 \\ \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 =2\frac{1}{2} \cdot \sin60^\circ \\ h_a=2,17 \\ \text{Flaeche: } \quad A = \frac{1}{2}\cdot a \cdot h_a \\ A = \frac{1}{2}\cdot 5 \cdot 2,17 \\ A=5,41 \\ \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 \sin30^\circ \\ h_b=2\frac{1}{2} \\ \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=4,33 \cdot \sin90^\circ \\ h_c=4,33 \\ \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{2\frac{1}{2}\cdot \sin60 }{ \sin75} \\ wha=2,24 \\ \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 \sin30 }{ \sin120} \\ whb=2,89 \\ \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{4,33\cdot \sin90 }{ \sin75} \\ whc=5,18 \\ \text{Seitenhalbierende: } \\ s_a=\frac{1}{2}\sqrt{2(b^2+c^2)-a^2} \\ s_a=\frac{1}{2}\sqrt{2(4,33^2+2\frac{1}{2}^2)-5^2} \\ s_a=2\frac{1}{2} \\ \text{Seitenhalbierende: } s_b=\frac{1}{2}\sqrt{2(a^2+c^2)-b^2}\\ s_b=\frac{1}{2}\sqrt{2(5^2+2\frac{1}{2}^2)-4,33^2}\\ s_b=3,31 \\ \text{Seitenhalbierende: } s_c=\frac{1}{2}\sqrt{2(a^2+b^2)-c^2}\\ s_c=\frac{1}{2}\sqrt{2(5^2+4,33^2)-2\frac{1}{2}^2}\\ s_c=4,15 \\ \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\sin90^\circ} \\ r_u=2\frac{1}{2} \\ \text{Inkreisradius: }r_i= \displaystyle \frac{2 \cdot A}{U} \\ r_i= \displaystyle \frac{2 \cdot 5,41}{11,8} \\ r_i=0,915 \\ \end{array}$