Der Klassiker: Katheten 3 und 4
a = 3, b = 43² + 4² = 9 + 16 = 25, und √25 = 5 genau. Das ist das 3-4-5-Dreieck, das kleinste mit drei ganzen Seiten, und es lohnt sich, es auf Anhieb zu erkennen - ebenso seine Vielfachen 6-8-10 und 9-12-15.
Zwei Seiten am gezeichneten Dreieck geben die dritte, exakt mit Wurzeln.
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In einem rechtwinkligen Dreieck, und nur dort, gilt a² + b² = c², wobei c die Hypotenuse ist: die Seite gegenüber dem rechten Winkel und immer die längste der drei. Die Aussage handelt von FLÄCHEN: baue über jede der beiden kürzeren Seiten ein Quadrat, und ihre gemeinsame Fläche ist genau die Fläche des Quadrats über der längsten. Deshalb wird alles quadriert, und deshalb braucht die Antwort am Ende eine Wurzel.
In welche Richtung gerechnet wird, hängt davon ab, welche Seite fehlt - und dort wohnen fast alle Fehler. Suchst du die Hypotenuse, ADDIERST du die beiden Quadrate. Suchst du eine Kathete, SUBTRAHIERST du: a² = c² − b², denn das Quadrat der Hypotenuse ist die Summe und das der bekannten Kathete nur ein Teil davon. Addieren statt subtrahieren liefert eine Antwort größer als die Hypotenuse, was unmöglich ist - eine brauchbare Kontrolle.
Die Antworten hier sind exakt. Die Hypotenuse eines Dreiecks mit Katheten 2 und 3 ist √13, und √13 gibt diese Seite an - mit 3,6056 daneben, gekennzeichnet als die Rundung, die es ist. √20 wird zu 2√5 vereinfacht statt stehen gelassen, und ein Dreieck mit drei ganzzahligen Seiten wird als das pythagoreische Tripel markiert, das es ist.
Sie liegt dem rechten Winkel gegenüber und ist die längste der drei. Hier falsch zu liegen macht jeden folgenden Schritt falsch - also benenne sie, bevor du rechnest.
Fehlt die Hypotenuse: addiere die Quadrate der Katheten. Fehlt eine Kathete: subtrahiere das Quadrat der bekannten Kathete vom Quadrat der Hypotenuse.
Erst quadrieren, dann addieren oder subtrahieren. Nach dem Addieren zu quadrieren - (a + b)² - ist eine andere und viel größere Zahl.
Das hebt das Quadrieren auf und gibt die Seite selbst. Geht sie nicht auf, vereinfache die Wurzel statt zur Dezimalzahl zu greifen: √20 ist 2√5.
Die Hypotenuse muss länger sein als jede Kathete und kürzer als ihre Summe. Verletzt deine Antwort eine der beiden Regeln, wurden Addition und Subtraktion vertauscht.
Die Tripel, die man kennen sollte, und was passiert, wenn die Antwort nicht aufgeht. Die exakte Spalte ist die Antwort; die Dezimalzahl ist eine Rundung davon.
| a | b | c | Exakt | Dezimal |
|---|---|---|---|---|
| 3 | 4 | 5 | 5 | 5 |
| 6 | 8 | 10 | 10 | 10 |
| 5 | 12 | 13 | 13 | 13 |
| 8 | 15 | 17 | 17 | 17 |
| 7 | 24 | 25 | 25 | 25 |
| 1 | 1 | √2 | √2 | 1.4142 |
| 2 | 3 | √13 | √13 | 3.6056 |
| 2 | 4 | 2√5 | 2√5 | 4.4721 |
a = 3, b = 43² + 4² = 9 + 16 = 25, und √25 = 5 genau. Das ist das 3-4-5-Dreieck, das kleinste mit drei ganzen Seiten, und es lohnt sich, es auf Anhieb zu erkennen - ebenso seine Vielfachen 6-8-10 und 9-12-15.
a = 2, b = 34 + 9 = 13, die Hypotenuse ist also √13. Das ist die Antwort - 3,6056 ist eine Rundung davon, und 3,6056 quadriert ergibt 12,9999… statt 13. Die meisten rechtwinkligen Dreiecke sind so; die mit ganzen Seiten sind die Ausnahme.
a = 2, b = 44 + 16 = 20, und √20 bleibt nicht stehen: 20 = 4 · 5, und die 4 tritt als 2 aus der Wurzel heraus, also 2√5. Dieselbe Zahl - und die Form, die jedes Bewertungsschema erwartet.
b = 4, c = 5Erst umstellen: a² = c² − b² = 25 − 16 = 9, also a = 3. Addieren hätte √41 ≈ 6,4 ergeben, länger als die Hypotenuse - unmöglich, und genau die Kontrolle, die diesen Fehler sofort auffliegen lässt.
a = 3/2, b = 29/4 + 4 = 25/4, und die Wurzel aus 25/4 ist genau 5/2. Brüche bleiben durchweg Brüche, deshalb lautet die Antwort 5/2 und nicht 2,5 - auch wenn es hier dieselbe Zahl ist.
Im rechtwinkligen Dreieck gilt a² + b² = c², wobei a und b die beiden kürzeren Seiten (Katheten) sind und c die Hypotenuse gegenüber dem rechten Winkel. Als Flächen gelesen: die Quadrate über den Katheten haben zusammen genau die Fläche des Quadrats über der Hypotenuse.
Quadriere beide Katheten, addiere sie und zieh die Wurzel: c = √(a² + b²). Für 3 und 4 ist das √25 = 5. Geht die Wurzel nicht auf, behalte sie als vereinfachte Wurzel - √20 wird 2√5.
Durch Subtrahieren, nicht Addieren: a² = c² − b², also a = √(c² − b²). Bei Hypotenuse 5 und Kathete 4 ist das √(25 − 16) = 3. Das ist der Fall, der am häufigsten schiefgeht, und die Kontrolle lautet: eine Kathete muss immer kürzer sein als die Hypotenuse.
Drei ganze Zahlen, die den Satz erfüllen: 3-4-5, 5-12-13, 8-15-17, 7-24-25. Jedes Vielfache eines Tripels ist wieder eines, 6-8-10 und 9-12-15 kommen also gratis mit 3-4-5. Die meisten rechtwinkligen Dreiecke sind KEINE Tripel, weshalb irrationale Antworten die Regel sind.
Nein, nur für rechtwinklige. Für alle anderen ist die allgemeine Aussage der Kosinussatz, c² = a² + b² − 2ab·cos(C), der sich genau dann auf den Satz des Pythagoras reduziert, wenn C 90° beträgt und sein Kosinus null ist.
Weil die Wurzel die exakte Antwort ist und die Dezimalzahl eine Rundung davon. √13 quadriert ist genau 13; 3,61 quadriert ist 13,0321. In einer mehrschrittigen Aufgabe summiert sich dieser Unterschied, und die meisten Bewertungen wollen ohnehin die exakte Form.
Teste den Satz an den drei Seiten: gilt a² + b² genau c², mit c als längster Seite, hat das Dreieck einen rechten Winkel. Ist die linke Seite größer, ist der Winkel spitz; ist sie kleiner, stumpf. Das ist die Umkehrung des Satzes und eine wirklich brauchbare Kontrolle.
Ja, und beide bleiben exakt. Katheten von 3/2 und 2 ergeben eine Hypotenuse von genau 5/2, und eine eingegebene Dezimalzahl wird als der exakte Bruch gelesen, den sie benennt, nicht als Gleitkomma-Näherung.