• Keine Ergebnisse gefunden

Zwei sich berührende Quadrate

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Aktie "Zwei sich berührende Quadrate"

Copied!
4
0
0

Wird geladen.... (Jetzt Volltext ansehen)

Volltext

(1)

Zwei sich berührende Quadrate

von Dr. Wilfried Zappe

Obwohl sich die Quadrate nur an einem Punkt berühren, entstehen geheimnisvolle Zu- sammenhänge. Die Geometrie überrascht immer wieder mit ihrer eigenen Schönheit und lässt Staunen. Schritt für Schritt lösen die Lernenden die Rätsel rund um die Eigen- schaften von zwei sich berührenden Quadraten, mit den Werkzeugen der Algebra, ana- lytischen Geometrie oder auch mithilfe von CAS.

© Colourbox

zur Vollversion

VORSC

HAU

(2)

© RAABE 2020

T.5.8

Zwei sich berührende Quadrate

von Dr. Wilfried Zappe

Vorbemerkungen 1 Wiederholung 3 Leistungsfeststellung: Gruppe A/Gruppe B 12

Lösungen Gruppe A 13

Lösungen Gruppe B 16

Aufgaben/Lösungen: Zwei sich berührende Quadrate im Raum 19

Kompetenzprofil:

Inhalt: Quadrate, Nachweisstrategie, Gleichungssysteme, Geradengleichun- gen, Satz des Pythagoras

Medien: Taschenrechner, CAS-Rechner

Kompetenzen: mathematisch argumentieren und beweisen (K1), Probleme mathe- matisch lösen (K2), mit symbolischen, formalen und technischen Elementen der Mathematik umgehen (K5), mathematisch kommu- nizieren (K6)

zur Vollversion

VORSC

HAU

(3)

© RAABE 2020

RAABE UNTERRICHTS-MATERIALIEN Analytische Geometrie Sek. II

T.5.8 Zwei sich berührende Quadrate 3 von 24

Wiederholung

Übungsaufgaben mit ausführlicher Lösung:

1. Gegeben sind zwei sich an einer Ecke berüh- rende Vierecke ABCD und AEFG.

Alle Eckpunkte haben ganzzahlige Koordina- ten.

a) Lesen Sie die Koordinaten der Eckpunk- te der beiden Vierecke ab und geben Sie diese an.

b) Beurteilen Sie, ob die folgende Beschrei- bung geeignet ist, um nachzuweisen, dass diese Vierecke sogar Quadrate sind.

Ida: „Mit dem Satz des Pythagoras kann ich die Seitenlängen der Vier- ecke berechnen. Wenn die Seitenlängen für jedes Viereck gleich sind, dann ist jedes Viereck ein Quadrat.“

Trung: „Nein, das reicht noch nicht, Du musst außerdem auch nachwei- sen, dass jeder Innenwinkel in den Vierecken eine Größe von 90°

hat.“

Mila: „Ja, Trung hat im Prinzip recht, aber eigentlich müsste es doch rei- chen, wenn man für jedes Viereck nur für genau einen Winkel über- prüft, ob er ein rechter Winkel ist.“

c) Zeigen Sie, dass jedes der Vierecke ABCD und AEFG ein Quadrat ist.

d) Begründen Sie, dass −  M 3 9|

2 2 der Mittelpunkt der Strecke [ED] ist.

e) Stellen Sie eine Gleichung der Geraden g auf, die durch die Punkte A und M verläuft.

f) Überprüfen Sie, ob es stimmt, dass auf der Geraden g sowohl die Seitenhalbie- rende sA des Dreiecks ADE als auch die Höhe hA des Dreiecks AGB liegt.

g) Ermitteln Sie Gleichungen der Geraden durch die Punkte E und B, D und G sowie F und C. Zeigen Sie, dass sich diese drei Geraden in ein und demselben Punkt schneiden und berechnen Sie dessen Koordinaten.

zur Vollversion

VORSC

HAU

(4)

© RAABE 2020

RAABE UNTERRICHTS-MATERIALIEN Analytische Geometrie Sek. II

T.5.8 Zwei sich berührende Quadrate 19 von 24

Zwei sich berührende Quadrate im Raum

Gegeben sind die Punkte A(–1|3|–2), B(2|3|1), C(3|–1|0) und D(0|–1|–3).

1. Weisen Sie nach, dass die Punkte A, B, C und D ein Quadrat bilden.

2. Zeigen Sie, dass die Punkte

P(–9|11|–6) und Q(–5|19|2) in derselben Ebene wie das Quadrat ABCD liegen.

3. Zeigen Sie, dass die Vektoren 

AP und 

PQ gleich lang und orthogonal zueinander sind.

4. Ermitteln Sie die Koordinaten eines Punktes R, sodass auch die Punkte APQR ein Quadrat bilden.

5. Begründen Sie, dass auf der Geraden g1 durch den Punkt A und den Mittelpunkt M1 der Strecke [BR] sowohl eine Seitenhalbierende des Dreiecks ARB als auch die Höhe hA des Dreiecks ADP liegen.

6. Vergleichen Sie die Flächeninhalte der Dreieck ARB und ADP.

7. Weisen Sie nach, dass die Mittelpunkte der Seiten [BR] und [DP] sowie die Mittel- punkte der beiden Quadrate ABCD sowie APQR ebenfalls ein Quadrat bilden.

8. Überprüfen Sie folgende Behauptungen bezüglich der Strecken [BP], [DR] und [CQ]:

– Die Strecken haben genau einen Punkt gemeinsam.

– Zwei der Strecken haben die gleiche Länge.

– Zwei der Strecken sind orthogonal zueinander.

Hilfsmittel: CAS

zur Vollversion

VORSC

HAU

Referenzen

ÄHNLICHE DOKUMENTE

Die allgcmei11c Form einer linearen Vermittlungsgleichung zwischen den Unbekannten x, y, z,.. vor Anstellung der Beobachtungen

Albert Einstein lieferte 1905 eine Erkl¨arung und gleichzeitig eine Best¨atigung der Atom-Theorie, indem er aufzeigte, dass suspendierte Teilchen, getrieben von den Kollisionen mit

• Statt von einer Fehlerfunktion k¨onnen wir bei verrauschten Daten auch von einem statistischen Modell ausgehen, das Parameter enth¨alt.. • Als Datenquelle haben wir Daten

Die letzte Bedingung

Historisch gesehen wurde die Methode der kleinsten Quadrate für Himmelskörper entwickelt, deshalb wird hier auch ein Beispiel aus der Astrologie genommen. Ein Astrophysiker

In einem Park wird ein rechteckiges Blumenbeet angelegt ( siehe Skizze). Der Weg um das Beet hat gleichbleibende Breite und beansprucht eine Fläche von 205,4 m 2. a) Berechnen Sie

Eine Parkettierung der Ebene (oder eines Teils davon) ist eine vollständige Überdeckung mit Dominosteinen, ohne Lücken und Überlappungen, so daß aneinandergrenzende Kanten

Satz 6: Eine natürliche Zahl n kann genau dann als Summe von zwei Quadraten dar- gestellt werden, wenn jeder Primfaktor der Form p=4m + 3 in der Primfaktorzerlegung von n mit