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/mathe/289135/aufgabengruppe

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Aufgabengruppe

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Aufgabengruppe

Aufgabe B3

Die nebenstehende Skizze zeigt das Viereck .

Es gilt: ; ;

; ; .

Runden Sie im Folgenden auf zwei Stellen nach dem Komma.

Bild
Aufgabe 1

Zeichnen Sie das Viereck und die Strecke .

Berechnen Sie sodann das Maß des Winkels und die Länge der Strecke . (3,5 P)

Teilergebnisse:

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Lösung
Strategie

Zeichnung des Vierecks und der Strecke ; Berechnung des Winkels und der Länge der Strecke

Schritte

geg.:

ges.: Winkel und Länge der Strecke

Ansatz und Rechnung:

Grundwissen: Pythagoras, allgemeine Vierecke, Sinussatz, Kosinussatz, Kreisbogen, Prozentrechnung.

1. Zeichnen des Vierecks ABCD und der Strecke

Bild
Viereck ABCD mit Diagonale

2. Berechnung von mithilfe Pythagoras:

3. Berechnung von Winkel

Aufgabe 2

Berechnen Sie die Längen der Strecken und . (4 P)

Zwischenergebnis: ; Teilergebnis

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Lösung
Strategie

Berechne zunächst den Winkel , um den Winkel zu bestimmen.

Verwende dann Sinussatz und Kosinussatz.

Schritte

geg.:

ges.: Längen der Strecken und

Ansatz und Rechnung:

1. Berechnung der Strecke mit Sinussatz und Tangens:

Im Dreieck sind bisher nur die Strecke und der Winkel bekannt.

Daher muss zunächst eine dritte Größe berechnet werden:

berechne den Winkel im rechtwinkligen Dreieck und mit dem bekannten Winkel den Winkel .

wird berechnet mit

Somit ist

Sinussatz angewandt auf Dreieck ergibt:

Aufgelöst nach ergibt das:

2. Berechnung der Strecke mit Kosinussatz:

Zuerst wird der Winkel mit Hilfe der Winkelsumme im Dreieck bestimmt:

Der Kosinussatz angewandt auf die Strecke ergibt:

Hinweis: Diese Berechnung kannst du auch mit den bekannten Größen , und dem Winkel , den du wie in der Rechnung oben bestimmst und dem Sinussatz durchführen.

Aufgabe 3

Bestimmen Sie den Flächeninhalt des Vierecks . (2 P)

Ergebnis:

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Lösung
Voraussetzung
Sinussatz und Kosinussatz im allgemeinen Dreieck
Strategie

Bestimmung des Flächeninhalts von Viereck bestehend aus dem rechwinkligen Dreieck und dem allgemeinen Dreieck

Schritte

geg.: Wertangaben und Rechenergebnisse aus Aufgabe und

ges.: Gesamtfläche bestehend aus und

Ansatz und Rechnung:

1. Berechnung der Fläche des rechtwinkligen :

mit und

2. Berechnung der Fläche des allgemeinen mithilfe des Sinussatzes:

Der Sinussatz mit zwei Seitenlängen und dem eingeschlossenen Winkelmaß lautet:

mit

3. Berechnung der Gesamtfläche des Vierecks :

Aufgabe 4

Der Kreis mit dem Mittelpunkt und dem Radius schneidet die Strecke im Punkt und die Strecke im Punkt .

Ergänzen Sie in der Zeichnung zu Aufgabe a) den Kreisbogen mit dem Mittelpunkt und die Strecke . (1 P)

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Lösung
Strategie

Geometrische Zeichnung anfertigen

Schritte

1. Einzeichnen des Kreisbogens mit Radius um Mittelpunkt .

2. Kreisbogen schneidet die Strecke in Punkt und die Strecke in

Bild
Viereck ABCD mit Strecke und Kreisbogen
Aufgabe 5

Der Kreisbogen und die Strecke begrenzen eine Figur.

Berechnen Sie den Umfang dieser Figur. (2,5 P)

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Lösung
Strategie

Bestimme die Länge des Kreisbogens mit Winkel und Radius und die der Strecke mit dem Kosinussatz.

Schritte

geg.: Kreismittelpunkt ist Eckpunkt des Vierecks ; Kreisradius ist ; Öffnungswinkel des Kreisbogensektors ist

ges.: Kreisbogenlänge und Strecke (=Kreissehne)

Ansatz und Rechnung:

1. Berechnung der Kreisbogenlänge mithilfe der Kreisbogenformel:

mit ; ;

2. Berechnung der Strecke mithilfe des Kosinussatzes:

mit ; ; ;

3. Berechnung des Umfangs der Figur (bestehend aus Kreisbogen und Sehne :

Aufgabe 6

Berechnen Sie den prozentualen Anteil des Flächeninhalts der Figur aus e) am

Flächeninhalt des Vierecks . (3 P)

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Lösung
Strategie

Bestimmung der Figurfläche (gebildet aus dem Kreisbogen und der Strecke ); Bestimmung des %-Anteils der Figurfläche an Fläche des Vierecks

Schritte

Grundwissen: Kreissektorformel, Sinussatz für Dreiecksfläche, Prozentrechnung

geg.: Öffnungswinkel des Kreissektors ist ; ;

Kreisbogenlänge und Strecke (Kreissehne)

ges.: und %-Anteil von an

Ansatz und Rechnung:

1. Berechnung der Fläche des Kreissektors mithilfe der Kreissektorformel:

Kreissektor Teilfläche eines Kreises, die vom Kreisbogen und den zwei Kreisradien begrenzt wird:

mit und

2. Berechnung der Dreiecksfläche von mithilfe Sinussatz:

Der Sinussatz mit zwei Seitenlängen und dem eingeschlossenen Winkelmaß lautet:

mit ; =100°

3. Berechnung der Figur (=Kreissegment) durch Subtraktion der Flächen:

Kreissektor minus Dreiecksfläche von :

4. Berechnung des Prozentanteils der Figur (=Kreissegment ) an (gem. Aufgabe B 3.c)

Der Anteil der Figur am Flächeninhalt des Vierecks beträgt