• Zusammenfassung Beweis Sinussatz
  • anonym
  • 19.11.2022
  • Mathematik
  • 10
Um die Lizenzinformationen zu sehen, klicken Sie bitte den gewünschten Inhalt an.
1
Vergleich der Flächeninhaltsformeln

Wir berechnen den Flächeninhalt des Dreiecks durch die Formel





Für den Winkel α gilt:







eingesetzt in die Flächeninhaltsformel ist:

Ac=12chc\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} A_c=\frac{1}{2}c\cdot h_c
sinα=hcb\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin{\alpha}=\frac{h_c}{b}
hc=sinαb\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \longrightarrow h_c=\sin\alpha\cdot b
Ac=12cb sinα\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} A_c=\frac{1}{2}c\cdot b\ \cdot sin \alpha

Wir wiederholen das Vorgehen für die Grundseiten a und b und erhalten damit:







Aa=12aha=12acsinβ\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} A_a=\frac{1}{2}a\cdot h_a=\frac{1}{2}a\cdot c\cdot \sin\beta
Ab=12bhb=12basinγ\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} A_b=\frac{1}{2}b\cdot h_b=\frac{1}{2}b\cdot a\cdot \sin\gamma

Die Flächeninhalte sind alle identisch, da wir das gleiche Dreieck betrachten. Daher können wir die Terme gleichsetzen.







12cb sinα=12acsinβ=12basinγ\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \frac{1}{2}c\cdot b\ \cdot \sin \alpha=\frac{1}{2}a\cdot c\cdot \sin\beta=\frac{1}{2}b\cdot a\cdot \sin\gamma
2\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} |\cdot 2
:(abc)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} |:(abc)
cb sinα=acsinβ=basinγ\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} c\cdot b\ \cdot \sin \alpha=a\cdot c\cdot \sin\beta=b\cdot a\cdot \sin\gamma
sinαa=sinβb=sinγc\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \frac{\sin \alpha}{a} =\frac{ \sin\beta}{b}=\frac{\sin\gamma}{c}
2
Untersuchung der Höhe in den verschiedenen Dreiecksarten

Wir zeichnen die Höhe hc ein und stellen damit folgende Beziehungen auf:









Diese Formeln werden nach hc aufgelöst und gleichgesetzt.





hc=sinαb\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \longrightarrow h_c=\sin\alpha\cdot b
sinα=hcb\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin{\alpha}=\frac{h_c}{b}
sinβ=hca\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin{\beta}=\frac{h_c}{a}
hc=sinβa\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \longrightarrow h_c=\sin\beta\cdot a
:(ab)\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} |:(ab)
sinβa=sinαb\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin\beta\cdot a=\sin\alpha\cdot b
sinβb=sinαa\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \frac{\sin\beta}{b}=\frac{\sin\alpha}{a}

Gleiches wird mit der Höhe ha und hb wiederholt.









Diese Formeln werden nach ha bzw. hb aufgelöst und gleichgesetzt.





sinα=hbc\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin{\alpha}=\frac{h_b}{c}
sinβ=hac\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin{\beta}=\frac{h_a}{c}
sinγ=hba\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin{\gamma}=\frac{h_b}{a}
sinγ=hab\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin{\gamma}=\frac{h_a}{b}
sinβb=sinαa=sinγc\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \frac{\sin\beta}{b}=\frac{\sin\alpha}{a}=\frac{\sin\gamma}{c}

Dieses Vorgehen wird genauso für stumpfwinklige und rechtwinklige Dreiecke wiederholt.





  • Wir zeichnen um das Dreieck einen Umkreis.
  • Wenn wir zwei Punkte (A&B) fest lassen und nur den dritten Punkt C variieren, so ändert sich auf grund des Peripheriewinkelsatzes der Winkel am Punkt C nicht.



  • Wir drehen wir den Punkt C so weit, dass die Seite b durch den Mittelpunkt geht und damit ein Durchmesser d ist.
  • Laut Satz des Thales am gegenüberliegenden Punkt B ein rechter Winkel.
  • Beschreiben wir damit γ:
3
Beziehungen der Winkel am Umkreis
sinγ=cd\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin\gamma=\frac{c}{d}
d=csinγ\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \longrightarrow d=\frac{c}{\sin\gamma}

Das gleiche Vorgehen beim Verschieben des Punktes A & B führt zu:

sinα=ad\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin\alpha=\frac{a}{d}
d=asinα\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \longrightarrow d=\frac{a}{\sin\alpha}
sinβ=bd\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \sin\beta=\frac{b}{d}
d=bsinβ\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \longrightarrow d=\frac{b}{\sin\beta}
asinα=bsinβ=csinγ\gdef\cloze#1{{\raisebox{-.05em}{\colorbox{none}{\color{transparent}{\large{$\displaystyle #1$}}}}}} \frac{a}{\sin\alpha}=\frac{b}{\sin\beta}=\frac{c}{\sin\gamma}
Die Formeln für d gleichsetzen:
x