Innenwinkel Dreieck

Aufrufe: 726     Aktiv: 19.07.2020 um 10:19

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Guten Abend,

folgende Aufgabe soll ohne Taschenrecher bearbeitet werden:

Zeigen sie, dass in einem Dreieck a=4, b=5, c=6 ein Winkel doppelt so groß ist wie ein anderer. Berechnen Sie außerdem den Flächeninhalt sowie den Inkreisradius. 

Mit Taschenrecher wäre die Aufgabe ja zum Beispiel über den Kosinussatz lösbar. Aber ich finde einfach keine Möglichkeit wie ich das ganze ohne Taschenrecher veranschaulichen bzw berechnen kann. Die Winkel Alpha und Gamma  sind ja schließlich keine schönen Zahlen. Ich hoffe mir kann jemand weiterhelfen. 
Liebe Grüße Andre

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Eine nette Bastelaufgabe.Wir haben:

\( a^2=b^2+c^2-2\,b\,c\,\cos \alpha\), also \(\cos \alpha = \frac{45}{60}\)

Dann ist \(\sin (2\alpha) = 2\sin \alpha \cos \alpha = \frac32\sin \alpha\).

Nach dem Sinus-Satz haben wir: \( \frac6{\sin \gamma} = \frac4{\sin\alpha}=\frac4{\frac23\sin(2\alpha)} = \frac6{\sin(2\alpha)}\).

Vergleichen wir ganz links mit ganz rechts, so folgt: \(\sin \gamma = \sin(2\alpha)\). Jetzt gibt es noch zwei Möglichkeiten:

1. \(\gamma = 2\alpha\), dann sind wir fertig.

oder 2. \(180-\gamma = 2\alpha\), woraus aber folgt \(\alpha+\beta=2\alpha\), also \(\alpha=\beta\). Das kann aber nicht sein, weil \(\cos \alpha = \frac34\) (siehe oben) und (aus dem Cosinus-Satz) \(\cos \beta = \frac{27}{48} =\frac9{16}\ne \frac34\).

Also bleibt nur die erste Möglichkeit, fertig.

Vielleicht kann man durch eine andere Rechnung die Doppeldeutigkeit des sinus am Ende umgehen?!

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Zunächst vorab: ich habe es noch nicht durchgerechnet, aber : 

im Cosinussatz hast du drei Gleichungen und drei Unbekannte. Ich würde jeweils den Cos Alpha, Beta , Gamma berechnen und mit dann die Cosinuskurve mal genauer graphisch anschauen. Hilft das ? 

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