Ein gleichschenkliges Dreieck hat einen festen Umfang von \(u = 20\,\text{cm}\).
a) Die Basis des Dreiecks ist \(c = 4\,\text{cm}\) lang. Berechne die Länge der beiden Schenkel \(a\) und \(b\).
b) Wie verändern sich die Längen der Schenkel, wenn die Basis auf \(c = 8\,\text{cm}\) verdoppelt wird, der Umfang aber gleich bleibt?
c) Clara behauptet, man könne bei diesem Umfang auch eine Basis von \(c = 12\,\text{cm}\) wählen. Begründe mathematisch, warum diese Behauptung falsch ist.
Denkanstöße
- Wie hängen Umfang, Basis und Schenkel in der Formel zusammen?
- Was passiert mit den anderen Seiten, wenn eine Seite bei gleichbleibendem Umfang länger wird?
- Erinnerst du dich an die Dreiecksungleichung? Welche Bedingung müssen drei Längen erfüllen, damit sie ein Dreieck bilden können?
Lösung
1. Berechnung zu a): Der Umfang ist \(u = a + b + c\). Da \(a = b\), gilt \(20 = 2a + 4\). Daraus folgt \(2a = 16\), also \(a = b = 8\,\text{cm}\).
2. Berechnung zu b): Es gilt \(20 = 2a + 8\). Daraus folgt \(2a = 12\), also \(a = b = 6\,\text{cm}\). Die Schenkel verkürzen sich jeweils um \(2\,\text{cm}\).
3. Überprüfung zu c): Wäre \(c = 12\,\text{cm}\), dann wäre die Summe der Schenkel \(a + b = 20 - 12 = 8\,\text{cm}\). Nach der Dreiecksungleichung muss die Summe zweier Seiten immer größer als die dritte Seite sein, also insbesondere \(a + b > c\). Da \(8 < 12\), lässt sich mit diesen Maßen kein Dreieck konstruieren.
Antwort
a) Die Schenkel sind jeweils \(8\,\text{cm}\) lang.
b) Die Schenkel werden kürzer und sind dann jeweils \(6\,\text{cm}\) lang.
c) Die Behauptung ist falsch, da die Summe der Schenkel (\(8\,\text{cm}\)) kürzer als die Basis (\(12\,\text{cm}\)) wäre, was der Dreiecksungleichung widerspricht.