Untersuche, wie viele verschiedene Dreiecke \(ABC\) sich aus den folgenden Angaben jeweils konstruieren lassen. Begründe deine Entscheidung durch eine Rechnung.
a) \(b = 8{,}0\,\text{cm}\); \(c = 5{,}0\,\text{cm}\); \(\beta = 100^\circ\)
b) \(a = 4{,}5\,\text{cm}\); \(b = 6{,}0\,\text{cm}\); \(\alpha = 35^\circ\)
Denkanstöße
- Verwende den Sinussatz, um den fehlenden Winkel zu bestimmen.
- Achte darauf, ob der Sinuswert größer als 1 ist – was würde das bedeuten?
- Addiere den berechneten Winkel zum gegebenen Winkel und vergleiche das Ergebnis mit der Innenwinkelsumme des Dreiecks.
Lösung
a) Berechnung des Winkels \(\gamma\) mit dem Sinussatz: \(\sin(\gamma) = \frac{c \cdot \sin(\beta)}{b} = \frac{5{,}0 \cdot \sin(100^\circ)}{8{,}0} \approx 0{,}6155\). Mögliche Winkel: \(\gamma_1 \approx 38{,}0^\circ\) und \(\gamma_2 \approx 142{,}0^\circ\). Prüfung der Winkelsumme: \(\beta + \gamma_1 = 100^\circ + 38{,}0^\circ = 138{,}0^\circ < 180^\circ\) (möglich). \(\beta + \gamma_2 = 100^\circ + 142{,}0^\circ = 242{,}0^\circ > 180^\circ\) (nicht möglich). Es existiert genau ein Dreieck.
b) Berechnung des Winkels \(\beta\) mit dem Sinussatz: \(\sin(\beta) = \frac{b \cdot \sin(\alpha)}{a} = \frac{6{,}0 \cdot \sin(35^\circ)}{4{,}5} \approx 0{,}7648\). Mögliche Winkel: \(\beta_1 \approx 49{,}9^\circ\) und \(\beta_2 \approx 130{,}1^\circ\). Prüfung der Winkelsumme: \(\alpha + \beta_1 = 35^\circ + 49{,}9^\circ = 84{,}9^\circ < 180^\circ\) (möglich). \(\alpha + \beta_2 = 35^\circ + 130{,}1^\circ = 165{,}1^\circ < 180^\circ\) (möglich). Es existieren zwei verschiedene Dreiecke.
Antwort
a) Genau ein Dreieck, da die zweite rechnerische Lösung die Winkelsumme von \(180^\circ\) überschreitet.
b) Zwei verschiedene Dreiecke, da beide rechnerischen Lösungen für den Winkel \(\beta\) zusammen mit \(\alpha\) weniger als \(180^\circ\) ergeben.