Geometrie-Trigonometrie-Kongruenzsätze - Berechnungen am Dreieck

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Beispiel Nr: 49
$\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:} \\ c=7 \qquad \alpha=30 \qquad \gamma=70 \qquad \\ \\ \textbf{Rechnung:} \\\text{Winkel-Winkel-Seite}\\ c=7\quad \gamma=70^\circ\quad \alpha=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 -30^\circ - 70^\circ \\ \beta =80^\circ \\ \text{Sinus-Satz: } \displaystyle \frac{a}{\sin\alpha}=\frac{c}{\sin\gamma } \\ \displaystyle \frac{a}{\sin \alpha}=\frac{c}{\sin\gamma }\qquad /\cdot \sin\alpha \\ a=\displaystyle\frac{c \cdot \sin\alpha}{ \sin\gamma } \\ a =\displaystyle\frac{7\cdot \sin30 }{ \sin70} \\ a=3,72 \\ \text{Kosinus-Satz: } a^2=b^2+c^2-2\cdot b \cdot c \cdot \cos\beta \\ b^2=a^2+c^2-2\cdot a \cdot c \cdot \cos\beta \\ b=\sqrt{a^2+c^2-2\cdot a \cdot c \cdot \cos\beta} \\ b=\sqrt{3,72^2+7^2-2\cdot 3,72 \cdot 7 \cdot \cos80^\circ} \\ b=7,34 \\ \text{Umfang: } U=a+b+c \\ U=3,72+7,34+7 \\ U=18,1 \\ \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 =7 \cdot \sin80^\circ \\ h_a=6,89 \\ \text{Flaeche: } \quad A = \frac{1}{2}\cdot a \cdot h_a \\ A = \frac{1}{2}\cdot 3,72 \cdot 6,89 \\ A=12,8 \\ \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 =3,72 \cdot \sin70^\circ \\ h_b=3\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=7,34 \cdot \sin30^\circ \\ h_c=3,67 \\ \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{7\cdot \sin80 }{ \sin85} \\ wha=6,92 \\ \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{3,72\cdot \sin70 }{ \sin70} \\ whb=3,72 \\ \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{7,34\cdot \sin30 }{ \sin85} \\ whc=1,87 \\ \text{Seitenhalbierende: } \\ s_a=\frac{1}{2}\sqrt{2(b^2+c^2)-a^2} \\ s_a=\frac{1}{2}\sqrt{2(7,34^2+7^2)-3,72^2} \\ s_a=6,92 \\ \text{Seitenhalbierende: } s_b=\frac{1}{2}\sqrt{2(a^2+c^2)-b^2}\\ s_b=\frac{1}{2}\sqrt{2(3,72^2+7^2)-7,34^2}\\ s_b=4,24 \\ \text{Seitenhalbierende: } s_c=\frac{1}{2}\sqrt{2(a^2+b^2)-c^2}\\ s_c=\frac{1}{2}\sqrt{2(3,72^2+7,34^2)-7^2}\\ s_c=4,52 \\ \text{Umkreisradius: } 2\cdot r_u= \displaystyle \frac{a}{\sin\alpha} \\ r_u =\displaystyle\frac{a}{2\cdot\sin\alpha} \\ r_u =\displaystyle\frac{3,72}{2\cdot\sin30^\circ} \\ r_u=3,72 \\ \text{Inkreisradius: }r_i= \displaystyle \frac{2 \cdot A}{U} \\ r_i= \displaystyle \frac{2 \cdot 12,8}{18,1} \\ r_i=1,42 \\ \end{array}$