Kathetensatz höhensatz erklären
In dem Wikipedia_Artikel wird ganz deutlich, dass die mit Winkelf. nicht zu Recht kommen. Das hat aber einen kühlen Grund. Wir müssen abstrahieren und uns die Lage an einem bel. Dreieck klar machen. Die Winkel mögen jetzt mal a, ß und g heißen. c ist also eine ganz bel. Seite; h die konj. Höhe so wie p = und q = die Abschnitte
p + q = c
Es ist erstaunlich, wie viel jetzt schon gilt.
In dem Dreieck leitest du sofort ab
p = a cos
u. entspr. in
q = b cos
Sonderfälle: ß = ===> p = 0
Für ß > würdest du aus einer Zeichnung sofort ersehen, dass q > c. Dafür zählt aber auch nach p negativ.
c können wir aus a mit dem Sinussatz ausdrücken.
c/a = sin/sin
c = a sin/sin
Wir multiplizieren mit
pc = a² cos sin/sin
Der uns intressierende rechtw. Sonderf. ist erst mal durch gekennzeichet
sin = 1
Ferner sind in einem rechtw. Dr. a und ß nicht unabh. voneinander. Es gilt nämlich
cos = sin
Eins. v. und in führt dir. auf den Kathetensatz.
Die Aussage des Höhensatzes liegt mathematisch noch viel tiefer. Man kommt erst mal auf die Idee, und miteinander zu multiplizieren
pq = ab cos cos
In dem Dreieck folgt analog
h = a sin
und entspr. die Bez. h = b sin
Gleichsetzen v. m. führt ja auf den Bew. des Sinussatzes. Aber das soll uns hier weniger intressieren. Du multiplizierst und miteinander.
h² = ab sin sin
Wir wollen als Abschnitts_Rechteck und als Höhenquadrat bezeichnen. Im Folgenden benötigen wir das Add. Theor.
cos = cos cos -/+ sin sin
pq + h² = ab cos
Gl. ist der 1. Textorsche Höhensatz. Die linke Seite, die Summe aus AR und HQ, wollen wir kurz die Dreiecks_Summe nennen.
Man darf jetzt nicht a - ß als Diff. zweier Winkel auffassen. Wie zählt a? Der Vektor zeigt von A nach B und wird im pos. Sinn gedreht. Bei ß ist es umgek. Der Vektor zeigt von B nach A und wird im neg. Sinn gedreht. Am Winkelmesser müsstest du von 180° aus 'rückwärts' zählen. Die wirkl. Diff. zw. a und ß ist a + ß.
Welche Sonderfälle gibt es? a = ß führt auf den gleichsch. Fall. Der ist trivial; überlasse ich dir.
Intressanter ist da schon der Fall
a - ß =
Dann verschw. der Kosinusterm in Huch?
Dreiecke, die Bed. erfüllen, nenne ich anti_rechtw.
Der Untersch. zw. rechtw. u. anti_rechtw. ist etwa der zw. Ferro_Magnetismus u. Anti_Ferro_Magnetismus. Das eine kannten schon die Höhlenmenschen; das andere begreifen nicht mal die Diplomanden.
Du musst bedenken: ß > ===> p < 0 Die Fläche des AR ist 'orientiert'; sie zählt negativ, weil das AR den Drehsinn geändert hat. Dem Betrage nach verhalten sich jedoch rechtw. u. anti_rechtw. Dr. in puncto Höhens. gleich.
Die 'Grundseite' eines anti_rechtw. Dr., die durch ausg. ist und die wir mit c identifizieren wollen, heißt Anti_Hypotenuse; die beiden anderen Seiten Anti_Kateten.
2. TEXTORSCHER HÖHENSATZ
==
AR und HQ über der Anti_Hypotenuse eines anti_rechtwinkligen Dreiecks sind flächengleich.
=== ==
Kehren wir zurück zu Es ergibt sich dann noch
h² - pq = ab cos
Dabei musst du aber noch zus. bedenken:
cos = - cos
a + ß + g = pi
3 Antworten zur Frage
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Wer kann mir Kathetensatz und Höhensatz erklären?
Die linke Seite v. , die Diff aus AR und HQ, wollen wir kurz die Dreiecks_Differenz nennen. Es handelt sich um ein sog. Skalarprodukt. Betrachten wir eine bel. Seite c als Grundseite. Dann fassen wir a als von B nach C ger. Vektor und b als von A nach C gerichtet auf. Dann lässt sich auch kürzer schreiben
h² - pq = 3. TEXTORSCHER HÖHENSATZ
==
Die Dreiecks_Differenz einer Seite ist gleich dem Skalarprodukt aus den beiden anderen.
=== ==
Wie du siehst, ergibt sich urplötztlich der berühmte Satz als triv. Anwendung meines dritten.
Im rechtw. Fall kannst du übrigens mit vereinfachen - wieder unter Anw. eines geeigneten Add. Th.
h² = sin
= sin
AUSTAUSCHSATZ V. TEXTOR
==
Im rechtw. Dr. ergibt sich die Fl. des HQ durch 'Austausch', indem du den rechten Winkel des Dr. gegen einen der Hypotenusen_Winkel austauschst.
ist eine geile Übung für SP. Du musst dir nur die Orientierung der Seiten als vektoren überlegen; der Drehsinn beim spitzen dreieck wird positiv gesetzt.
|p> + |q> = |c> |p> + |a> = |h> |q> + |h> = |b> Du musst nat. den rechten Winkel beachten
= = 0
Du löst nach a auf u. nach b und bildest das entspr. SP
= = h² - pq
Den Höhensatz kriegst du für = 0. Für den Katetensatz - das deute ich hier nur an - multiplizierst du skalar mit p. Den Höhensatz so wie den Pythagoras setzt du als bekannt voraus. Es bestätigt sich auch hier wieder: der KS ist eine recht untergeordnete Aussage.
Der Kathetensatz sagt, dass das Quadrat über einer Kathete flächengleich mit dem Rechteck über der Hypothenus und dem entsprecehenden Hypothenusenabschnitt ist. Daraus ergeben sich dann die Formeln
a^2 = c * p und
b^2 = c * q,
mit denen man die fehlenden Stücke in einem rechtwinkligen Dreieck ausrechnen kann.
Der Höhensatz sagt, daß das Quadrat über der Höhe flächengleich mit dem Rechteck, das aus den beiden Hypothenusenabschnitten gebildet wird. Deshalb ist
h^2 = p