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Stellen Sie aus rund 25.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Bogenmaß

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Das Bogenmaß \(\frac{5\pi}{12}\) entspricht dem Winkel a) \(68^\circ\) b) \(75^\circ\) c) \(78^\circ\) d) \(80^\circ\)

Denkanstöße

- Wie rechnet man ein Winkelmaß im Bogenmaß allgemein in Grad um? - Welcher Anteil des Vollkreises (\(2\pi\)) entspricht dem gegebenen Wert? - Denke an den Zusammenhang zwischen \(\pi\) und \(180^\circ\).

Lösung

1. Verwendung der Umrechnungsformel von Bogenmaß in Gradmaß: \(\alpha = x \cdot \frac{180^\circ}{\pi}\) 2. Einsetzen des gegebenen Bogenmaßes \(x = \frac{5\pi}{12}\): \(\alpha = \frac{5\pi}{12} \cdot \frac{180^\circ}{\pi}\) 3. Kürzen von \(\pi\) und Vereinfachen des Bruchs: \(\alpha = \frac{5 \cdot 180^\circ}{12} = 5 \cdot 15^\circ = 75^\circ\)

Antwort

b) \(75^\circ\)
55341410
Im Bild ist ein Kreisbogen mit der Länge \(s\) markiert. Seine Länge ist genauso groß wie der Radius \(r\), also \(s=r\). Welches Bogenmaß hat der zugehörige Mittelpunktswinkel \(\alpha\)? Erkläre kurz, was dein Ergebnis bedeutet.
Abbildung zur Aufgabe 553414

Denkanstöße

- Im Bogenmaß wird die Länge des Kreisbogens mit dem Radius verglichen. - Überlege, welchen Wert ein Verhältnis hat, wenn Zähler und Nenner gleich groß sind. - Formuliere anschließend in Worten, was dieser Zahlenwert am Kreis bedeutet.

Lösung

1. Das Bogenmaß eines Mittelpunktswinkels ist das Verhältnis von Bogenlänge zu Radius: \(\alpha=\frac{s}{r}\). 2. Wegen \(s=r\) gilt \(\alpha=\frac{r}{r}=1\). 3. Der Winkel hat also das Bogenmaß \(1\,\text{rad}\). Genau das bedeutet ein Radiant: Die zugehörige Bogenlänge ist gleich dem Radius.

Antwort

\(\alpha=1\,\text{rad}\). Der markierte Kreisbogen ist genau so lang wie der Radius.
42367310
Wandle die folgenden Winkel vom Gradmaß \(\alpha\) in das Bogenmaß \(x\) um. Gib die Ergebnisse exakt als Vielfache von \(\pi\) an. a) \(\alpha = 30^\circ\) b) \(\alpha = 135^\circ\) c) \(\alpha = -210^\circ\) d) \(\alpha = 315^\circ\) e) \(\alpha = 1080^\circ\)

Denkanstöße

- Überlege dir, welcher Anteil eines Vollkreises (\(360^\circ\)) der gegebene Winkel ist. - Wie viel Bogenmaß entspricht einem halben Kreis (\(180^\circ\))? - Kürze die Brüche so weit wie möglich, um das Ergebnis elegant als Vielfaches von \(\pi\) zu schreiben.

Lösung

1. Anwendung der Umrechnungsformel \(x = \alpha \cdot \frac{\pi}{180^\circ}\) auf alle Teilaufgaben. 2. Berechnung für a): \(30^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{30}{180}\pi = \frac{1}{6}\pi\). 3. Berechnung für b): \(135^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{135}{180}\pi = \frac{3}{4}\pi\). 4. Berechnung für c): \(-210^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = -\frac{210}{180}\pi = -\frac{7}{6}\pi\). 5. Berechnung für d): \(315^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{315}{180}\pi = \frac{7}{4}\pi\). 6. Berechnung für e): \(1080^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{1080}{180}\pi = 6\pi\).

Antwort

a) \(x = \frac{1}{6}\pi\) (oder \(\frac{\pi}{6}\)) b) \(x = \frac{3}{4}\pi\) c) \(x = -\frac{7}{6}\pi\) d) \(x = \frac{7}{4}\pi\) e) \(x = 6\pi\)
42367410
Bestimme für die folgenden im Bogenmaß \(x\) gegebenen Winkel das zugehörige Gradmaß \(\alpha\). Runde das Ergebnis bei Aufgabenteil e) auf eine Dezimalstelle. a) \(x = \frac{2\pi}{3}\) b) \(x = \frac{7\pi}{4}\) c) \(x = -\frac{3\pi}{2}\) d) \(x = 4{,}5\pi\) e) \(x = 1\)

Denkanstöße

- Erinnere dich daran, dass \(\pi\) im Bogenmaß genau \(180^\circ\) entspricht. - Du kannst das \(\pi\) in den Brüchen oft einfach gegen das \(\pi\) im Nenner der Umrechnungsformel kürzen. - Wenn kein \(\pi\) im Bogenmaß steht, musst du den Wert der Zahl \(\pi \approx 3{,}14159\) für die Division verwenden. - Was bedeutet ein negatives Vorzeichen für die Drehrichtung eines Winkels?

Lösung

1. Nutzung der Umrechnungsformel \(\alpha = x \cdot \frac{180^\circ}{\pi}\). 2. Berechnung für a): \(\frac{2\pi}{3} \cdot \frac{180^\circ}{\pi} = \frac{2 \cdot 180^\circ}{3} = 120^\circ\). 3. Berechnung für b): \(\frac{7\pi}{4} \cdot \frac{180^\circ}{\pi} = \frac{7 \cdot 180^\circ}{4} = 315^\circ\). 4. Berechnung für c): \(-\frac{3\pi}{2} \cdot \frac{180^\circ}{\pi} = -\frac{3 \cdot 180^\circ}{2} = -270^\circ\). 5. Berechnung für d): \(4{,}5\pi \cdot \frac{180^\circ}{\pi} = 4{,}5 \cdot 180^\circ = 810^\circ\). 6. Berechnung für e): \(1 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 57{,}2957\ldots^\circ \approx 57{,}3^\circ\).

Antwort

a) \(\alpha = 120^\circ\) b) \(\alpha = 315^\circ\) c) \(\alpha = -270^\circ\) d) \(\alpha = 810^\circ\) e) \(\alpha \approx 57{,}3^\circ\)
42367710
Vervollständige die folgende Tabelle, indem du die Winkelgrößen zwischen Gradmaß \(\alpha\) und Bogenmaß \(x\) umrechnest. <table> <tr> <td>Gradmaß \(\alpha\)</td> <td>\(120^\circ\)</td> <td></td> <td>\(225^\circ\)</td> <td></td> </tr> <tr> <td>Bogenmaß \(x\)</td> <td></td> <td>\(\frac{5\pi}{6}\)</td> <td></td> <td>\(\frac{5\pi}{3}\)</td> </tr> </table>

Denkanstöße

- Nutze den Zusammenhang zwischen \(180^\circ\) und \(\pi\). - Entscheide für jede leere Zelle zuerst, in welche Richtung du umrechnen musst. - Kürze entstehende Brüche im Bogenmaß vollständig.

Lösung

1. Für \(120^\circ\) gilt \(x=120^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=\frac{2\pi}{3}\). 2. Für \(x=\frac{5\pi}{6}\) gilt \(\alpha=\frac{5\pi}{6}\cdot\frac{180^\circ}{\pi}=150^\circ\). 3. Für \(225^\circ\) gilt \(x=225^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=\frac{5\pi}{4}\). 4. Für \(x=\frac{5\pi}{3}\) gilt \(\alpha=\frac{5\pi}{3}\cdot\frac{180^\circ}{\pi}=300^\circ\).

Antwort

Für \(120^\circ\): \(x=\frac{2\pi}{3}\) Für \(\frac{5\pi}{6}\): \(\alpha=150^\circ\) Für \(225^\circ\): \(x=\frac{5\pi}{4}\) Für \(\frac{5\pi}{3}\): \(\alpha=300^\circ\)
42367810
Vergleiche die folgenden Winkelpaare, ohne einen Taschenrechner zu benutzen. Bringe jeweils beide Winkel in dasselbe Winkelmaß und entscheide, welcher Winkel größer ist. a) \(240^\circ\) und \(\frac{5\pi}{4}\) b) \(\frac{11\pi}{6}\) und \(320^\circ\) c) \(1{,}5\pi\) und \(280^\circ\)

Denkanstöße

- Vergleichen kannst du sicher, wenn beide Winkel im selben Winkelmaß vorliegen. - Nutze die Beziehung zwischen \(\pi\) im Bogenmaß und \(180^\circ\) im Gradmaß. - Achte bei Dezimalfaktoren vor \(\pi\) darauf, sie zuerst als Anteil von \(\pi\) zu deuten.

Lösung

1. Für a) gilt \(\frac{5\pi}{4}=\frac{5}{4}\cdot 180^\circ=225^\circ\). Daher ist \(240^\circ>225^\circ\). 2. Für b) gilt \(\frac{11\pi}{6}=\frac{11}{6}\cdot 180^\circ=330^\circ\). Daher ist \(330^\circ>320^\circ\). 3. Für c) gilt \(1{,}5\pi=\frac{3\pi}{2}=270^\circ\). Daher ist \(280^\circ>270^\circ\).

Antwort

a) \(240^\circ>\frac{5\pi}{4}\) b) \(\frac{11\pi}{6}>320^\circ\) c) \(280^\circ>1{,}5\pi\)
42368910
Bestimme das Bogenmaß \(x\) für die folgenden Winkel im Gradmaß. Gib das Ergebnis als Vielfaches von \(\pi\) in Form eines gekürzten Bruches an. a) \(\alpha = 120^\circ\) b) \(\alpha = 315^\circ\) c) \(\alpha = -30^\circ\) d) \(\alpha = 270^\circ\) e) \(\alpha = 72^\circ\)

Denkanstöße

- Welchen Anteil am Vollkreis (\(360^\circ\)) nimmt der gegebene Winkel ein? - Ein gestreckter Winkel von \(180^\circ\) entspricht im Bogenmaß genau \(\pi\). - Kannst du den Bruch, der durch die Division mit \(180\) entsteht, so weit wie möglich kürzen?

Lösung

Die Umrechnung vom Gradmaß \(\alpha\) in das Bogenmaß \(x\) erfolgt über die Formel \(x = \alpha \cdot \frac{\pi}{180^\circ}\). 1. Einsetzen von \(\alpha = 120^\circ\): \(x = \frac{120\pi}{180} = \frac{2\pi}{3}\) 2. Einsetzen von \(\alpha = 315^\circ\): \(x = \frac{315\pi}{180} = \frac{7\pi}{4}\) 3. Einsetzen von \(\alpha = -30^\circ\): \(x = \frac{-30\pi}{180} = -\frac{\pi}{6}\) 4. Einsetzen von \(\alpha = 270^\circ\): \(x = \frac{270\pi}{180} = \frac{3\pi}{2}\) 5. Einsetzen von \(\alpha = 72^\circ\): \(x = \frac{72\pi}{180} = \frac{2\pi}{5}\)

Antwort

a) \(x = \frac{2\pi}{3}\) b) \(x = \frac{7\pi}{4}\) c) \(x = -\frac{\pi}{6}\) d) \(x = \frac{3\pi}{2}\) e) \(x = \frac{2\pi}{5}\)
42369010
Wandle die folgenden Winkelgrößen in das jeweils andere Maß (Gradmaß \(\alpha\) bzw. Bogenmaß \(x\)) um. Runde Ergebnisse bei Bedarf auf zwei Dezimalstellen. a) \(x = 2{,}4\) b) \(\alpha = 100^\circ\) c) \(x = -\frac{3\pi}{4}\) d) \(x = 6\) e) \(\alpha = 12{,}5^\circ\)

Denkanstöße

- Achte darauf, ob der gegebene Wert ein Vielfaches von \(\pi\) ist oder eine reine Dezimalzahl. - Wenn kein \(\pi\) im Bogenmaß steht, musst du den Zahlenwert von \(\pi \approx 3{,}14159\) in deine Rechnung einbeziehen. - Überlege dir zur Kontrolle grob: Ein Winkel mit dem Bogenmaß \(x = 1\) entspricht etwa \(57{,}3^\circ\). - Achte auf das Vorzeichen des Winkels.

Lösung

Zur Umrechnung werden die Formeln \(\alpha = x \cdot \frac{180^\circ}{\pi}\) und \(x = \alpha \cdot \frac{\pi}{180^\circ}\) verwendet. 1. \(x = 2{,}4 \rightarrow \alpha = 2{,}4 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 137{,}51^\circ\) 2. \(\alpha = 100^\circ \rightarrow x = 100 \cdot \frac{\pi}{180} \approx 1{,}75\) 3. \(x = -\frac{3\pi}{4} \rightarrow \alpha = -\frac{3\pi}{4} \cdot \frac{180^\circ}{\pi} = -135^\circ\) 4. \(x = 6 \rightarrow \alpha = 6 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 343{,}77^\circ\) 5. \(\alpha = 12{,}5^\circ \rightarrow x = 12{,}5 \cdot \frac{\pi}{180} \approx 0{,}22\)

Antwort

a) \(\alpha \approx 137{,}51^\circ\) b) \(x \approx 1{,}75\) c) \(\alpha = -135^\circ\) d) \(\alpha \approx 343{,}77^\circ\) e) \(x \approx 0{,}22\)
42369110
Wandle die gegebenen Winkelgrößen in das jeweils andere Maß (Gradmaß \(\alpha\) bzw. Bogenmaß \(x\)) um. Gib das Bogenmaß als Vielfaches von \(\pi\) an. a) \(\alpha = 72^\circ\) b) \(\alpha = -210^\circ\) c) \(x = \frac{4}{9}\pi\) d) \(x = -1{,}5\pi\)

Denkanstöße

- Welcher Zusammenhang besteht zwischen einem Vollkreis in Grad und im Bogenmaß? - Kannst du ein Verhältnis oder einen Dreisatz aufstellen, um die Einheiten umzurechnen? - Überlege dir, welches Bogenmaß \(180^\circ\) entspricht. - Achte bei der Rechnung auf die Vorzeichen; diese bleiben bei der Umrechnung erhalten.

Lösung

1. Zur Umrechnung von Gradmaß in Bogenmaß wird die Formel \(x = \alpha \cdot \frac{\pi}{180^\circ}\) verwendet. 2. Für a) ergibt sich \(72^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{72}{180}\pi = \frac{2}{5}\pi\). 3. Für b) ergibt sich \(-210^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = -\frac{210}{180}\pi = -\frac{7}{6}\pi\). 4. Zur Umrechnung von Bogenmaß in Gradmaß wird die Formel \(\alpha = x \cdot \frac{180^\circ}{\pi}\) verwendet. 5. Für c) ergibt sich \(\frac{4}{9}\pi \cdot \frac{180^\circ}{\pi} = \frac{4 \cdot 180^\circ}{9} = 80^\circ\). 6. Für d) ergibt sich \(-1{,}5\pi \cdot \frac{180^\circ}{\pi} = -1{,}5 \cdot 180^\circ = -270^\circ\).

Antwort

a) \(x = \frac{2}{5}\pi\) b) \(x = -\frac{7}{6}\pi\) c) \(\alpha = 80^\circ\) d) \(\alpha = -270^\circ\)
42369210
Vervollständige die folgende Tabelle, indem du die fehlenden Werte im Gradmaß \(\alpha\) oder Bogenmaß \(x\) berechnest. <table> <tr> <th>Gradmaß \(\alpha\)</th> <td>\(150^\circ\)</td> <td></td> <td>\(-40^\circ\)</td> <td></td> </tr> <tr> <th>Bogenmaß \(x\)</th> <td></td> <td>\(\frac{5}{4}\pi\)</td> <td></td> <td>\(-0{,}2\pi\)</td> </tr> </table>

Denkanstöße

- Wie oft passt der Winkel in einen Halbkreis von \(180^\circ\)? - Was musst du tun, um das \(\pi\) im Bogenmaß zu eliminieren oder einzuführen? - Kannst du die Brüche so weit wie möglich kürzen?

Lösung

1. Berechnung für die erste Spalte: \(\alpha = 150^\circ \Rightarrow x = 150^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{5}{6}\pi\). 2. Berechnung für die zweite Spalte: \(x = \frac{5}{4}\pi \Rightarrow \alpha = \frac{5}{4} \cdot 180^\circ = 225^\circ\). 3. Berechnung für die dritte Spalte: \(\alpha = -40^\circ \Rightarrow x = -40^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = -\frac{2}{9}\pi\). 4. Berechnung für die vierte Spalte: \(x = -0{,}2\pi \Rightarrow \alpha = -0{,}2 \cdot 180^\circ = -36^\circ\).

Antwort

Erste Spalte: \(x = \frac{5}{6}\pi\) Zweite Spalte: \(\alpha = 225^\circ\) Dritte Spalte: \(x = -\frac{2}{9}\pi\) Vierte Spalte: \(\alpha = -36^\circ\)
42374710
Wandle die folgenden Winkelmaße vom Gradmaß in das Bogenmaß um. Gib das Ergebnis als Vielfaches von \(\pi\) in Form eines gekürzten Bruches an. a) \(\alpha = 240^{\circ}\) b) \(\beta = -150^{\circ}\) c) \(\gamma = 315^{\circ}\) d) \(\delta = 720^{\circ}\)

Denkanstöße

- Überlege dir, welcher Anteil eines Vollkreises (\(360^{\circ}\)) der gegebene Winkel ist. - Welches Bogenmaß entspricht einem halben Kreis mit \(180^{\circ}\)? - Du kannst das Verhältnis \(\frac{\text{Bogenmaß}}{\pi} = \frac{\text{Gradmaß}}{180^{\circ}}\) zur Umrechnung nutzen. - Denk beim Kürzen der Brüche an gemeinsame Teiler von Zähler und Nenner.

Lösung

1. Zur Umrechnung von Gradmaß \(\alpha\) in Bogenmaß \(x\) wird die Formel \(x = \alpha \cdot \frac{\pi}{180^{\circ}}\) verwendet. 2. Für \(\alpha = 240^{\circ}\) ergibt sich \(x = 240^{\circ} \cdot \frac{\pi}{180^{\circ}} = \frac{4}{3}\pi\). 3. Für \(\beta = -150^{\circ}\) ergibt sich \(x = -150^{\circ} \cdot \frac{\pi}{180^{\circ}} = -\frac{5}{6}\pi\). 4. Für \(\gamma = 315^{\circ}\) ergibt sich \(x = 315^{\circ} \cdot \frac{\pi}{180^{\circ}} = \frac{7}{4}\pi\). 5. Für \(\delta = 720^{\circ}\) ergibt sich \(x = 720^{\circ} \cdot \frac{\pi}{180^{\circ}} = 4\pi\).

Antwort

a) \(x = \frac{4}{3}\pi\) b) \(x = -\frac{5}{6}\pi\) c) \(x = \frac{7}{4}\pi\) d) \(x = 4\pi\)
42374810
Rechne die folgenden Werte vom Bogenmaß in das Gradmaß um. Runde das Ergebnis bei Teilaufgabe c) auf eine Dezimalstelle. a) \(x = \frac{11\pi}{6}\) b) \(x = -\frac{3\pi}{4}\) c) \(x = 0{,}5\) d) \(x = 10\pi\)

Denkanstöße

- Wie viele Grad entsprechen dem Bogenmaß \(\pi\)? - Wenn ein \(\pi\) im Bogenmaß vorkommt, kannst du es beim Umrechnen einfach gegen das \(\pi\) im Nenner des Umrechnungsfaktors kürzen. - Steht kein \(\pi\) beim Wert, musst du den Wert direkt mit \(\frac{180^{\circ}}{\pi}\) multiplizieren und den Taschenrechner nutzen. - Was bedeutet ein negatives Vorzeichen für die Richtung des Winkels?

Lösung

1. Zur Umrechnung von Bogenmaß \(x\) in Gradmaß \(\alpha\) wird die Formel \(\alpha = x \cdot \frac{180^{\circ}}{\pi}\) verwendet. 2. Für \(x = \frac{11\pi}{6}\) ergibt sich \(\alpha = \frac{11\pi}{6} \cdot \frac{180^{\circ}}{\pi} = 11 \cdot 30^{\circ} = 330^{\circ}\). 3. Für \(x = -\frac{3\pi}{4}\) ergibt sich \(\alpha = -\frac{3\pi}{4} \cdot \frac{180^{\circ}}{\pi} = -3 \cdot 45^{\circ} = -135^{\circ}\). 4. Für \(x = 0{,}5\) ergibt sich \(\alpha = 0{,}5 \cdot \frac{180^{\circ}}{\pi} \approx 28{,}6^{\circ}\). 5. Für \(x = 10\pi\) ergibt sich \(\alpha = 10\pi \cdot \frac{180^{\circ}}{\pi} = 1800^{\circ}\).

Antwort

a) \(\alpha = 330^{\circ}\) b) \(\alpha = -135^{\circ}\) c) \(\alpha \approx 28{,}6^{\circ}\) d) \(\alpha = 1800^{\circ}\)
42375710
Bestimme die folgenden Werte der Sinusfunktion und runde die Ergebnisse auf drei Nachkommastellen. Achte dabei auf die Einstellung deines Taschenrechners bezüglich des Winkelmaßes. a) \(\sin(115^{\circ})\) b) \(\sin(2{,}8)\) c) \(\sin\left(\frac{5\pi}{3}\right)\) d) \(\sin(-45^{\circ})\)

Denkanstöße

- Überprüfe vor jeder Rechnung, ob der Winkel in Grad (mit dem Symbol \(^{\circ}\)) oder als reine Zahl im Bogenmaß gegeben ist. - Stelle deinen Taschenrechner für die Teilaufgaben a) und d) auf den Modus „DEG“ (Degree) ein. - Stelle deinen Taschenrechner für die Teilaufgaben b) und c) auf den Modus „RAD“ (Radian) ein. - Achte beim Runden auf die vierte Nachkommastelle, um zu entscheiden, ob auf- oder abgerundet wird.

Lösung

1. Berechnung von \(\sin(115^{\circ})\) im Gradmaß (DEG): \(\sin(115^{\circ}) \approx 0{,}9063\). Gerundet: \(0{,}906\). 2. Berechnung von \(\sin(2{,}8)\) im Bogenmaß (RAD): \(\sin(2{,}8) \approx 0{,}3349\). Gerundet: \(0{,}335\). 3. Berechnung von \(\sin\left(\frac{5\pi}{3}\right)\) im Bogenmaß (RAD): \(\sin\left(\frac{5\pi}{3}\right) = -\frac{\sqrt{3}}{2} \approx -0{,}8660\). Gerundet: \(-0{,}866\). 4. Berechnung von \(\sin(-45^{\circ})\) im Gradmaß (DEG): \(\sin(-45^{\circ}) = -\frac{\sqrt{2}}{2} \approx -0{,}7071\). Gerundet: \(-0{,}707\).

Antwort

a) \(0{,}906\) b) \(0{,}335\) c) \(-0{,}866\) d) \(-0{,}707\)
42375810
Berechne den Wert des Terms \(T = \sin(2) + \sin(2^{\circ})\). Gib die Zwischenwerte sowie das Endergebnis auf vier Nachkommastellen gerundet an.

Denkanstöße

- Unterscheide genau zwischen der Zahl \(2\) ohne Einheit und dem Winkel \(2^{\circ}\). - Welcher Modus an deinem Taschenrechner ist für welchen Teil der Summe notwendig? - Berechne erst beide Sinuswerte einzeln und achte auf die Rundungsvorgaben, bevor du sie addierst.

Lösung

1. Berechnung des ersten Summanden im Bogenmaß (RAD): \(\sin(2) \approx 0{,}9092974268\). Auf vier Nachkommastellen gerundet: \(0{,}9093\). 2. Berechnung des zweiten Summanden im Gradmaß (DEG): \(\sin(2^{\circ}) \approx 0{,}0348994967\). Auf vier Nachkommastellen gerundet: \(0{,}0349\). 3. Für das Endergebnis werden die ungerundeten Zwischenwerte addiert: \(T \approx 0{,}9092974268 + 0{,}0348994967 = 0{,}9441969235\). Gerundet auf vier Nachkommastellen ist \(T \approx 0{,}9442\).

Antwort

\(T \approx 0{,}9442\)
42856110
Vervollständige die folgende Tabelle, indem du die fehlenden Winkelgrößen im Gradmaß oder Bogenmaß berechnest. Gib das Bogenmaß sowohl als exakten Wert mit \(\pi\) als auch als auf zwei Dezimalstellen gerundeten Wert an. <table> <tr> <th>Gradmaß \(\alpha\)</th> <th>Bogenmaß \(x\) (exakt)</th> <th>Bogenmaß \(x\) (gerundet)</th> </tr> <tr> <td>\(45^\circ\)</td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td></td> <td>\(\frac{3}{5}\pi\)</td> <td></td> </tr> <tr> <td>\(240^\circ\)</td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>\(-60^\circ\)</td> <td></td> <td></td> </tr> </table>

Denkanstöße

- Überlege dir, welchen Anteil am Vollkreis (\(360^\circ\) bzw. \(2\pi\)) der gegebene Winkel einnimmt. - Die Umrechnungszahl zwischen dem Gradmaß und dem Bogenmaß basiert auf dem Verhältnis des gestreckten Winkels (\(180^\circ\) entspricht \(\pi\)). - Achte beim Runden auf die dritte Nachkommastelle. - Negative Winkel werden analog zu positiven Winkeln umgerechnet.

Lösung

1. Berechnung für \(45^\circ\): Das Bogenmaß ergibt sich aus \(x = \frac{\alpha \pi}{180^\circ}\). Für \(45^\circ\) folgt \(x = \frac{45\pi}{180} = \frac{1}{4}\pi\). Gerundet ergibt dies \(x \approx 0{,}79\). 2. Berechnung für \(\frac{3}{5}\pi\): Das Gradmaß ergibt sich aus \(\alpha = \frac{x \cdot 180^\circ}{\pi}\). Einsetzen liefert \(\alpha = \frac{3}{5} \cdot 180^\circ = 108^\circ\). Der gerundete Wert des Bogenmaßes ist \(\frac{3}{5}\pi \approx 1{,}88\). 3. Berechnung für \(240^\circ\): \(x = \frac{240\pi}{180} = \frac{4}{3}\pi\). Gerundet ergibt dies \(x \approx 4{,}19\). 4. Berechnung für \(-60^\circ\): \(x = \frac{-60\pi}{180} = -\frac{1}{3}\pi\). Gerundet ergibt dies \(x \approx -1{,}05\).

Antwort

Die vervollständigte Tabelle lautet: <table> <tr> <th>Gradmaß \(\alpha\)</th> <th>Bogenmaß \(x\) (exakt)</th> <th>Bogenmaß \(x\) (gerundet)</th> </tr> <tr> <td>\(45^\circ\)</td> <td>\(\frac{1}{4}\pi\)</td> <td>\(0{,}79\)</td> </tr> <tr> <td>\(108^\circ\)</td> <td>\(\frac{3}{5}\pi\)</td> <td>\(1{,}88\)</td> </tr> <tr> <td>\(240^\circ\)</td> <td>\(\frac{4}{3}\pi\)</td> <td>\(4{,}19\)</td> </tr> <tr> <td>\(-60^\circ\)</td> <td>\(-\frac{1}{3}\pi\)</td> <td>\(-1{,}05\)</td> </tr> </table>
42856210
Ordne die folgenden Winkelgrößen nach ihrer Größe, beginnend mit dem kleinsten Wert. Wandle dazu alle Werte in das Bogenmaß um und runde diese auf zwei Stellen nach dem Komma: \(75^\circ\); \(1{,}2\); \(\frac{2}{3}\pi\); \(210^\circ\); \(4\).

Denkanstöße

- Um verschiedene Winkelmaße zu vergleichen, müssen sie in dieselbe Einheit umgerechnet werden. - Werte ohne Einheit (wie \(1{,}2\)) stehen im Mathematikunterricht meist für das Bogenmaß. - Nutze für \(\pi\) die Taste an deinem Taschenrechner für eine höhere Genauigkeit vor dem Runden.

Lösung

1. Umrechnung aller Werte in das Bogenmaß (Dezimaldarstellung): - \(75^\circ \approx \frac{75 \cdot \pi}{180} \approx 1{,}31\) - \(1{,}2\) (bereits im Bogenmaß) - \(\frac{2}{3}\pi \approx \frac{2 \cdot 3{,}14159}{3} \approx 2{,}09\) - \(210^\circ \approx \frac{210 \cdot \pi}{180} \approx 3{,}67\) - \(4\) (bereits im Bogenmaß) 2. Vergleich der Werte: \(1{,}2 < 1{,}31 < 2{,}09 < 3{,}67 < 4\). 3. Zuordnung der ursprünglichen Werte ergibt die Reihenfolge: \(1{,}2\); \(75^\circ\); \(\frac{2}{3}\pi\); \(210^\circ\); \(4\).

Antwort

Die sortierte Reihenfolge lautet: \(1{,}2\); \(75^\circ\); \(\frac{2}{3}\pi\); \(210^\circ\); \(4\).
42856310
Wandle die folgenden im Bogenmaß gegebenen Werte \(x\) in das Gradmaß \(\alpha\) um. Runde die Ergebnisse jeweils auf zwei Stellen nach dem Komma. a) \(x = 0{,}5\) b) \(x = 2{,}4\) c) \(x = 4{,}8\) d) \(x = 5{,}9\)

Denkanstöße

- Überlege dir, wie viel Grad einem vollen Kreis im Bogenmaß (\(2\pi\)) entsprechen. - Welchen Anteil am Vollkreis stellt der gegebene Wert im Bogenmaß dar? - Welche Konstante verbindet den Radius und den Umfang eines Kreises?

Lösung

1. Zur Umrechnung von Bogenmaß \(x\) in Gradmaß \(\alpha\) wird die Formel \(\alpha = x \cdot \frac{180^\circ}{\pi}\) verwendet. 2. Für a) ergibt sich \(\alpha = 0{,}5 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 28{,}6478^\circ\), gerundet \(28{,}65^\circ\). 3. Für b) ergibt sich \(\alpha = 2{,}4 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 137{,}5098^\circ\), gerundet \(137{,}51^\circ\). 4. Für c) ergibt sich \(\alpha = 4{,}8 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 275{,}0197^\circ\), gerundet \(275{,}02^\circ\). 5. Für d) ergibt sich \(\alpha = 5{,}9 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 338{,}0450^\circ\), gerundet \(338{,}05^\circ\).

Antwort

a) \(\alpha \approx 28{,}65^\circ\) b) \(\alpha \approx 137{,}51^\circ\) c) \(\alpha \approx 275{,}02^\circ\) d) \(\alpha \approx 338{,}05^\circ\)
42856410
Berechne zu den folgenden Werten im Bogenmaß \(x\) das entsprechende Winkelmaß \(\alpha\) im Gradmaß. Runde deine Ergebnisse auf eine Stelle nach dem Komma. a) \(x = -0{,}9\) b) \(x = 3{,}1\) c) \(x = 7{,}2\)

Denkanstöße

- Wie verhält sich das Vorzeichen bei der Umrechnung zwischen den Maßeinheiten? - Entspricht ein Wert über \(2\pi\) einem Winkel, der größer als eine volle Umdrehung ist? - Erinnere dich an den Zusammenhang: Das Bogenmaß \(\pi\) entspricht \(180^\circ\).

Lösung

1. Die Umrechnungsformel lautet \(\alpha = x \cdot \frac{180^\circ}{\pi}\). 2. Berechnung für a): \(\alpha = -0{,}9 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx -51{,}5662^\circ\). Gerundet ergibt dies \(-51{,}6^\circ\). 3. Berechnung für b): \(\alpha = 3{,}1 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 177{,}6169^\circ\). Gerundet ergibt dies \(177{,}6^\circ\). 4. Berechnung für c): \(\alpha = 7{,}2 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 412{,}5296^\circ\). Gerundet ergibt dies \(412{,}5^\circ\).

Antwort

a) \(\alpha \approx -51{,}6^\circ\) b) \(\alpha \approx 177{,}6^\circ\) c) \(\alpha \approx 412{,}5^\circ\)
42856510
Winkelgrößen werden häufig im Gradmaß angegeben. In der Analysis und bei der Untersuchung von Funktionen am Einheitskreis ist jedoch die Angabe im Bogenmaß üblich. Berechne für die folgenden Winkel das zugehörige Bogenmaß und runde das Ergebnis auf zwei Stellen nach dem Komma. a) \(24^\circ\) b) \(165^\circ\) c) \(212{,}5^\circ\) d) \(333^\circ\)

Denkanstöße

- Überlege dir, welcher Anteil eines Vollkreises (\(360^\circ\)) der gegebene Winkel ist. - Ein Vollkreis entspricht im Bogenmaß genau \(2\pi\). - Welcher Wert im Bogenmaß entspricht dann einem halben Kreis (\(180^\circ\))? - Stelle ein Verhältnis zwischen dem Winkel im Gradmaß und dem gestreckten Winkel auf.

Lösung

Das Bogenmaß \(x\) wird mithilfe der Formel \(x = \frac{\alpha \pi}{180^\circ}\) berechnet. 1. Für \(24^\circ\): \(\frac{24\pi}{180} \approx 0{,}4188\). Gerundet: \(0{,}42\). 2. Für \(165^\circ\): \(\frac{165\pi}{180} \approx 2{,}8797\). Gerundet: \(2{,}88\). 3. Für \(212{,}5^\circ\): \(\frac{212{,}5\pi}{180} \approx 3{,}7088\). Gerundet: \(3{,}71\). 4. Für \(333^\circ\): \(\frac{333\pi}{180} \approx 5{,}8119\). Gerundet: \(5{,}81\).

Antwort

a) \(0{,}42\) b) \(2{,}88\) c) \(3{,}71\) d) \(5{,}81\)
42856610
Auch für Winkel, die negativ sind oder über eine volle Umdrehung hinausgehen, lässt sich ein Bogenmaß bestimmen. Berechne für die folgenden Werte das Bogenmaß und gib das Ergebnis auf drei Dezimalstellen gerundet an. a) \(-15^\circ\) b) \(480^\circ\) c) \(-210^\circ\) d) \(1500^\circ\)

Denkanstöße

- Die Umrechnungsformel bleibt auch bei negativen Vorzeichen oder sehr großen Werten identisch. - Achte darauf, das Vorzeichen im Ergebnis beizubehalten. - Wie viele volle Umdrehungen stecken beispielsweise in \(1500^\circ\)? Das hilft dir, die Größenordnung deines Ergebnisses einzuschätzen. - Verwende für \(\pi\) den Taschenrechnerwert, um Rundungsfehler zu minimieren.

Lösung

Die Umrechnung erfolgt durch Multiplikation des Gradmaßes mit dem Faktor \(\frac{\pi}{180^\circ}\). 1. Für \(-15^\circ\): \(\frac{-15\pi}{180} \approx -0{,}2617\). Gerundet: \(-0{,}262\). 2. Für \(480^\circ\): \(\frac{480\pi}{180} \approx 8{,}3775\). Gerundet: \(8{,}378\). 3. Für \(-210^\circ\): \(\frac{-210\pi}{180} \approx -3{,}6651\). Gerundet: \(-3{,}665\). 4. Für \(1500^\circ\): \(\frac{1500\pi}{180} \approx 26{,}1799\). Gerundet: \(26{,}180\).

Antwort

a) \(-0{,}262\) b) \(8{,}378\) c) \(-3{,}665\) d) \(26{,}180\)
42856910
Vervollständige die Tabelle, indem du die Winkelgrößen in das jeweils andere Maß umrechnest. Runde deine Ergebnisse, sofern notwendig, auf eine Stelle nach dem Komma. <table> <tr><th>Gradmaß \(\alpha\)</th><th>Bogenmaß \(x\)</th></tr> <tr><td>\(72^\circ\)</td><td></td></tr> <tr><td></td><td>\(1{,}5\)</td></tr> <tr><td>\(-210^\circ\)</td><td></td></tr> <tr><td></td><td>\(\frac{3}{4}\pi\)</td></tr> <tr><td></td><td>\(5\)</td></tr> </table>

Denkanstöße

- Überlege, welche Gradzahl dem Bogenmaß \(\pi\) entspricht. - Stelle für jede Zeile fest, in welche Richtung du umrechnen musst. - Prüfe bei negativen Winkeln, ob das Vorzeichen beim Umrechnen erhalten bleibt. - Runde erst am Ende auf eine Stelle nach dem Komma.

Lösung

1. \(72^\circ\) entsprechen \(\frac{72\pi}{180}=\frac{2\pi}{5}\approx1{,}3\). 2. \(1{,}5\) entsprechen \(\frac{1{,}5\cdot180^\circ}{\pi}\approx85{,}9^\circ\). 3. \(-210^\circ\) entsprechen \(-\frac{210\pi}{180}=-\frac{7\pi}{6}\approx-3{,}7\). 4. \(\frac{3}{4}\pi\) entsprechen \(\frac{3}{4}\cdot180^\circ=135^\circ\). 5. \(5\) entsprechen \(\frac{5\cdot180^\circ}{\pi}\approx286{,}5^\circ\).

Antwort

<table> <tr><th>Gradmaß \(\alpha\)</th><th>Bogenmaß \(x\)</th></tr> <tr><td>\(72^\circ\)</td><td>\(\frac{2\pi}{5}\approx1{,}3\)</td></tr> <tr><td>\(85{,}9^\circ\)</td><td>\(1{,}5\)</td></tr> <tr><td>\(-210^\circ\)</td><td>\(-\frac{7\pi}{6}\approx-3{,}7\)</td></tr> <tr><td>\(135^\circ\)</td><td>\(\frac{3}{4}\pi\)</td></tr> <tr><td>\(286{,}5^\circ\)</td><td>\(5\)</td></tr> </table>
42857010
Ordne die folgenden Winkelgrößen der Größe nach, beginnend mit dem kleinsten Wert. Wandle dazu alle Werte in dasselbe Maß um und runde gegebenenfalls auf eine Stelle nach dem Komma. \(\alpha = 155^\circ\) \(\beta = 2{,}7\) \(\gamma = \frac{5}{6}\pi\) \(\delta = 2{,}8\)

Denkanstöße

- Um verschiedene Angaben vergleichen zu können, ist es am einfachsten, sie in die gleiche Einheit (entweder Grad oder Bogenmaß) zu bringen. - Denke daran, dass \(\pi\) ungefähr \(3{,}14\) ist, um die Größenordnung der Bogenmaß-Werte grob abzuschätzen. - Wie rechnest du einen Wert im Bogenmaß in Grad um?

Lösung

1. Umrechnung aller Werte in das Gradmaß zur besseren Vergleichbarkeit. 2. \(\alpha = 155^\circ\) ist bereits im Gradmaß gegeben. 3. Umrechnung von \(\beta = 2{,}7\): \(\alpha_{\beta} = \frac{2{,}7 \cdot 180}{\pi} \approx 154{,}7^\circ\). 4. Umrechnung von \(\gamma = \frac{5}{6}\pi\): \(\alpha_{\gamma} = \frac{5}{6} \cdot 180^\circ = 150^\circ\). 5. Umrechnung von \(\delta = 2{,}8\): \(\alpha_{\delta} = \frac{2{,}8 \cdot 180}{\pi} \approx 160{,}4^\circ\). 6. Vergleich der Werte: \(150^\circ < 154{,}7^\circ < 155^\circ < 160{,}4^\circ\). 7. Daraus ergibt sich die Reihenfolge: \(\gamma < \beta < \alpha < \delta\).

Antwort

Die sortierte Reihenfolge lautet: \(\gamma < \beta < \alpha < \delta\) (entspricht \(150^\circ < 154{,}7^\circ < 155^\circ < 160{,}4^\circ\)).
42857110
Bestimme für die folgenden im Bogenmaß gegebenen Winkel die zugehörige Winkelgröße im Gradmaß. Runde deine Ergebnisse auf eine Stelle nach dem Komma. a) \(x_1 = 1{,}2\) b) \(x_2 = -0{,}5\) c) \(x_3 = 3{,}5\) d) \(x_4 = 6{,}2\)

Denkanstöße

- Überlege dir, welcher Winkel im Gradmaß einem vollen Kreisbogen im Bogenmaß (\(2\pi\)) entspricht. - Wie viel Grad entsprechen dann genau dem Bogenmaß \(1\)? - Achte beim Runden genau auf die Ziffer an der zweiten Nachkommastelle. - Das Vorzeichen bleibt bei der Umrechnung erhalten.

Lösung

Die Umrechnung vom Bogenmaß \(x\) in das Gradmaß \(\alpha\) erfolgt über die Formel \(\alpha = x \cdot \frac{180^\circ}{\pi}\). 1. Für \(x_1 = 1{,}2\): \(\alpha_1 = 1{,}2 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 68{,}8^\circ\). 2. Für \(x_2 = -0{,}5\): \(\alpha_2 = -0{,}5 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx -28{,}6^\circ\). 3. Für \(x_3 = 3{,}5\): \(\alpha_3 = 3{,}5 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 200{,}5^\circ\). 4. Für \(x_4 = 6{,}2\): \(\alpha_4 = 6{,}2 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 355{,}2^\circ\).

Antwort

a) \(68{,}8^\circ\) b) \(-28{,}6^\circ\) c) \(200{,}5^\circ\) d) \(355{,}2^\circ\)
42857210
Wandle die folgenden Winkelangaben vom Gradmaß in das Bogenmaß um. Runde die Ergebnisse auf zwei Stellen nach dem Komma. a) \(\alpha_1 = 15^\circ\) b) \(\alpha_2 = 135^\circ\) c) \(\alpha_3 = -200^\circ\) d) \(\alpha_4 = 345^\circ\)

Denkanstöße

- Welchen Anteil des Vollkreises (\(360^\circ\)) macht der gegebene Winkel aus? - Ein voller Kreis entspricht im Bogenmaß \(2\pi\). Wie kannst du diesen Zusammenhang nutzen? - Denke daran, dass das Bogenmaß oft als Vielfaches von \(\pi\) angegeben wird, hier aber ein Dezimalwert gesucht ist. - Verwende für \(\pi\) die Taste an deinem Taschenrechner für eine höhere Genauigkeit vor dem Runden.

Lösung

Die Umrechnung vom Gradmaß \(\alpha\) in das Bogenmaß \(x\) erfolgt über die Formel \(x = \alpha \cdot \frac{\pi}{180^\circ}\). 1. Für \(\alpha_1 = 15^\circ\): \(x_1 = 15^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{\pi}{12} \approx 0{,}26\). 2. Für \(\alpha_2 = 135^\circ\): \(x_2 = 135^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{3\pi}{4} \approx 2{,}36\). 3. Für \(\alpha_3 = -200^\circ\): \(x_3 = -200^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = -\frac{10\pi}{9} \approx -3{,}49\). 4. Für \(\alpha_4 = 345^\circ\): \(x_4 = 345^\circ \cdot \frac{\pi}{180^\circ} = \frac{23\pi}{12} \approx 6{,}02\).

Antwort

a) \(0{,}26\) b) \(2{,}36\) c) \(-3{,}49\) d) \(6{,}02\)
42857310
Berechne für die folgenden Winkelgrößen im Gradmaß das zugehörige Bogenmaß. Gib jedes Ergebnis exakt als vollständig gekürztes Vielfaches von \(\pi\) an. a) \(60^\circ\); \(135^\circ\); \(330^\circ\) b) \(-90^\circ\); \(-210^\circ\) c) \(12^\circ\); \(200^\circ\)

Denkanstöße

- Nutze die feste Zuordnung \(180^\circ\leftrightarrow\pi\). - Schreibe die Umrechnung zunächst als Bruch mit dem Nenner \(180\). - Kürze den Zahlenbruch vollständig, bevor du \(\pi\) notierst.

Lösung

1. Verwende für jede Winkelgröße \(x=\alpha\cdot\frac{\pi}{180^\circ}\). 2. Für a) erhält man \(60^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=\frac{\pi}{3}\), \(135^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=\frac{3\pi}{4}\) und \(330^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=\frac{11\pi}{6}\). 3. Für b) erhält man \(-90^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=-\frac{\pi}{2}\) und \(-210^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=-\frac{7\pi}{6}\). 4. Für c) erhält man \(12^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=\frac{\pi}{15}\) und \(200^\circ\cdot\frac{\pi}{180^\circ}=\frac{10\pi}{9}\).

Antwort

a) \(\frac{\pi}{3}\); \(\frac{3\pi}{4}\); \(\frac{11\pi}{6}\) b) \(-\frac{\pi}{2}\); \(-\frac{7\pi}{6}\) c) \(\frac{\pi}{15}\); \(\frac{10\pi}{9}\)
42857410
Gegeben sind fünf verschiedene Winkelgrößen in gemischten Einheiten. Ordne diese Winkel der Größe nach in einer aufsteigenden Kette (beginnend mit dem kleinsten). Rechne dazu alle Werte in eine einheitliche Darstellung um. \(x_1 = 1{,}2\) \(\alpha_1 = 75^\circ\) \(x_2 = \frac{2}{5}\pi\) \(\alpha_2 = 40^\circ\) \(x_3 = 0{,}5\)

Denkanstöße

- Um verschiedene mathematische Größen zu vergleichen, ist es oft hilfreich, sie in die gleiche Einheit zu bringen. - Welche Einheit (Gradmaß oder Bogenmaß) fällt dir leichter zu vergleichen? - Achte bei der Umrechnung von Werten ohne das Symbol \(\pi\) darauf, den Wert für \(\pi\) genau einzusetzen (z. B. mit der Taste am Taschenrechner).

Lösung

Zur Vergleichbarkeit werden alle Winkel in das Gradmaß umgerechnet unter Verwendung der Formel \(\alpha = \frac{x \cdot 180^\circ}{\pi}\). 1. Umrechnung von \(x_1\): \(1{,}2 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 68{,}75^\circ\). 2. Umrechnung von \(x_2\): \(\frac{2}{5}\pi \cdot \frac{180^\circ}{\pi} = 72^\circ\). 3. Umrechnung von \(x_3\): \(0{,}5 \cdot \frac{180^\circ}{\pi} \approx 28{,}65^\circ\). 4. Vergleich aller Werte in Grad: \(28{,}65^\circ < 40^\circ < 68{,}75^\circ < 72^\circ < 75^\circ\). 5. Zuordnung der ursprünglichen Bezeichnungen ergibt die Reihenfolge: \(x_3 < \alpha_2 < x_1 < x_2 < \alpha_1\).

Antwort

\(x_3 < \alpha_2 < x_1 < x_2 < \alpha_1\)
55341510
Verwende den Zusammenhang zwischen Bogenlänge \(s\), Radius \(r\) und Winkel \(\alpha\) im Bogenmaß. a) Ein Kreisbogen gehört zu einem Kreis mit \(r=4\,\text{cm}\) und zum Winkel \(\alpha=1{,}8\). Bestimme \(s\). b) Ein anderer Kreisbogen ist \(7{,}5\,\text{cm}\) lang und gehört zum Winkel \(\alpha=1{,}5\). Bestimme den Radius.

Denkanstöße

- Stelle zuerst fest, welche der drei Größen jeweils gesucht ist. - Nutze dieselbe Grundbeziehung für beide Teilaufgaben, aber stelle sie passend nach der gesuchten Größe um. - Prüfe bei deinem Ergebnis, ob die Einheit zu einer Länge passt.

Lösung

1. Es gilt \(\alpha=\frac{s}{r}\), also \(s=r\alpha\). 2. Für a) ist \(s=4\,\text{cm}\cdot1{,}8=7{,}2\,\text{cm}\). 3. Für b) folgt aus \(\alpha=\frac{s}{r}\) die Umstellung \(r=\frac{s}{\alpha}\). Damit ist \(r=\frac{7{,}5\,\text{cm}}{1{,}5}=5\,\text{cm}\).

Antwort

a) \(s=7{,}2\,\text{cm}\) b) \(r=5\,\text{cm}\)
55341610
Zwei Kreisbögen gehören zum gleichen Mittelpunktswinkel \(\alpha=\frac{\pi}{3}\), aber zu unterschiedlich großen Kreisen. Im ersten Kreis ist \(r_1=2\,\text{cm}\), im zweiten \(r_2=5\,\text{cm}\). a) Bestimme die beiden Bogenlängen \(s_1\) und \(s_2\) exakt. b) Bestimme das Verhältnis \(\frac{s_2}{s_1}\). Erkläre, warum dieses Verhältnis mit den Radien zusammenhängt.
Abbildung zur Aufgabe 553416

Denkanstöße

- Der Mittelpunktswinkel ist in beiden Kreisen gleich; nur der Radius ändert sich. - Nutze die Beziehung zwischen Bogenlänge, Radius und Bogenmaß für jeden Kreis getrennt. - Vergleiche anschließend die beiden Ergebnisse als Quotient. - Überlege, welche Größe bei festem Winkel direkt mit dem Radius wächst.

Lösung

1. Für einen Winkel im Bogenmaß gilt \(s=r\alpha\). 2. Daher ist \(s_1=2\cdot\frac{\pi}{3}\,\text{cm}=\frac{2\pi}{3}\,\text{cm}\) und \(s_2=5\cdot\frac{\pi}{3}\,\text{cm}=\frac{5\pi}{3}\,\text{cm}\). 3. Das Verhältnis ist \(\frac{s_2}{s_1}=\frac{5\pi/3}{2\pi/3}=\frac52=2{,}5\). 4. Bei festem Mittelpunktswinkel ist \(s=r\alpha\), also ist die Bogenlänge direkt proportional zum Radius. Deshalb entspricht das Verhältnis der Bogenlängen dem Verhältnis \(\frac{r_2}{r_1}=\frac52\).

Antwort

a) \(s_1=\frac{2\pi}{3}\,\text{cm}\), \(s_2=\frac{5\pi}{3}\,\text{cm}\) b) \(\frac{s_2}{s_1}=2{,}5\)
55341710
Auf dem Einheitskreis beginnt ein markierter Kreisbogen bei \((1\mid0)\) und endet im Punkt \(P\). Seine Bogenlänge beträgt \(s=\frac{2\pi}{3}\). a) Bestimme das Bogenmaß \(\alpha\) des Mittelpunktswinkels. b) Gib denselben Winkel im Gradmaß an. c) Bestimme die exakten Koordinaten von \(P\) und damit \(\cos(\alpha)\) und \(\sin(\alpha)\).
Abbildung zur Aufgabe 553417

Denkanstöße

- Was vereinfacht sich in der Beziehung zwischen Bogenlänge und Winkel, wenn der Radius genau \(1\) ist? - Ordne den Winkel anschließend einem Quadranten zu. - Nutze für die exakten Koordinaten einen bekannten Bezugswinkel. - Prüfe die Vorzeichen der beiden Koordinaten anhand der Lage von \(P\).

Lösung

1. Beim Einheitskreis ist \(r=1\). Deshalb gilt \(\alpha=\frac{s}{r}=\frac{2\pi}{3}\). 2. Mit \(\pi=180^\circ\) folgt \(\frac{2\pi}{3}=120^\circ\). 3. Der Winkel \(120^\circ\) liegt im zweiten Quadranten und hat den Bezugswinkel \(60^\circ\). Daher ist \(P\left(-\frac12\mid\frac{\sqrt3}{2}\right)\). 4. Somit gilt \(\cos(\alpha)=-\frac12\) und \(\sin(\alpha)=\frac{\sqrt3}{2}\).

Antwort

a) \(\alpha=\frac{2\pi}{3}\) b) \(\alpha=120^\circ\) c) \(P\left(-\frac12\mid\frac{\sqrt3}{2}\right)\), \(\cos(\alpha)=-\frac12\), \(\sin(\alpha)=\frac{\sqrt3}{2}\)

Alle Aufgaben dürfen für Schule und Nachhilfe (auch im Rahmen bezahlter Nachhilfe) kostenlos genutzt, kopiert und ausgedruckt werden. Nicht gestattet sind kommerzielle Bearbeitungen sowie die Veröffentlichung oder Weiterverbreitung im Internet.