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Autor |
Herleitung eines trigonometrischen Ausdrucks für ein rechtwinkliges Dreieck |
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pavelle
Neu  Dabei seit: 28.01.2012 Mitteilungen: 4
 | Themenstart: 2021-09-01
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Man hat ein rechtwinkliges Dreieck mit Ankathete a, Gegenkathete b und Hypotenuse c und Winkel alpha, der von Hypotenuse c und Ankathete a aufgespannt wird.
Wie leitet ich den folgenden Zusammenhang her?
c = a*cos(alpha) + b*sin(alpha) (1)
Den Beweis für den obigen Ausdruck ist nicht schwer, es gilt
b=c*sin(alpha) sowie a=c*cos(alpha)
Beides in Gleichung (1) eingesetzt liefert
c=c*(sin^2(alpha) + cos^2(alpha))
wobei sin^2(alpha) + cos^2(alpha) = 1
Vielen Dank für etwaige Hilfestellung!
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DerEinfaeltige
Senior  Dabei seit: 11.02.2015 Mitteilungen: 3291
 | Beitrag No.1, eingetragen 2021-09-01
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Betrachte die trigonometrischen Beziehungen in den zwei von der Höhe erzeugten Teildreiecken und berechne damit die Hypotenusenabschnitte.
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pavelle
Neu  Dabei seit: 28.01.2012 Mitteilungen: 4
 | Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2021-09-01
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\quoteon(2021-09-01 11:56 - DerEinfaeltige in Beitrag No. 1)
Betrachte die trigonometrischen Beziehungen in den zwei von der Höhe erzeugten Teildreiecken und berechne damit die Hypotenusenabschnitte.
\quoteoff
So einfach, gleichzeitig so fern meiner Vorstellungskraft. Danke!
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| Folgende Antworten hat der Fragensteller vermutlich noch nicht gesehen. Er/sie war noch nicht wieder auf dem Matheplaneten |
Wario
Aktiv  Dabei seit: 01.05.2020 Mitteilungen: 1324
 | Beitrag No.3, eingetragen 2021-09-01
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\quoteon(2021-09-01 11:38 - pavelle im Themenstart)
Man hat ein rechtwinkliges Dreieck mit Ankathete a, Gegenkathete b und Hypotenuse c und Winkel alpha, der von Hypotenuse c und Ankathete a aufgespannt wird.
Wie leitet ich den folgenden Zusammenhang her?
c = a*cos(alpha) + b*sin(alpha) (1)
\quoteoff
In einem allgemeinen Dreieck gilt der Projektionssatz
$a = b\,\cos(\gamma) + c\,\cos(\beta)$
$b = c\,\cos(\alpha) + a\,\cos(\gamma)$
$c = a\,\cos(\beta) + b\,\cos(\alpha)$
und den entliest man folgender Skizze
$
\begin{tikzpicture}[%scale=0.7,
font=\footnotesize,
background rectangle/.style={draw=none, fill=black!1, rounded corners}, show background rectangle,
Punkt/.style 2 args={ label={[#1]:$#2$} },
Dreieck/.style={thick},
]
\pgfmathsetmacro{\a}{3}
\pgfmathsetmacro{\b}{3.5}
\pgfmathsetmacro{\c}{4}
\pgfmathsetmacro{\Alpha}{acos((\b^2+\c^2-\a^2)/(2*\b*\c))}
% Dreieckskonstruktion
\coordinate[Punkt={below}{A}] (A) at (0,0);
\coordinate[Punkt={below}{B}] (B) at (\c,0);
\coordinate[Punkt={above}{C}] (C) at (\Alpha:\b);
\draw (A) -- (B) -- (C) --cycle; % Dreieck zeichnen
% Seiten
\draw[thick] (B) -- (C) node[near end, right]{$$};
\path[] (A) -- (C) node[midway, left]{$b$};
\path[] (A) -- (B) node[midway, below]{$c$};
% Höhen einzeichnen
\draw[] (A) -- ($(B)!(A)!(C)$) coordinate[Punkt={right}{H_a}] (Ha);
% Winkel
\draw pic [angle radius=0.1*\a cm, %angle eccentricity=1.2,
draw, "$\cdot$"
] {angle =A--Ha--B};
\draw pic [angle radius=0.175*\a cm, %angle eccentricity=1.2,
draw, "$\gamma$"
] {angle =A--C--B};
\draw pic [angle radius=0.175*\a cm, %angle eccentricity=1.2,
draw, "$\beta$"
] {angle =C--B--A};
% Punkte
\foreach \P in {Ha}
\draw[fill=black!1] (\P) circle (1.75pt);
\end{tikzpicture}
$
Im Falle des rechtwinkligen Dreiecks ist $\beta=\pi -\frac{\pi}{2} -\alpha$ und $\cos\left( \frac{\pi}{2} -x \right) =\sin(x)$ zu beachten.
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