Ein Viereck \(PQRS\) soll ein Rechteck ergeben. Drei Eckpunkte sind bereits bekannt: \(P(1 \mid 1)\), \(Q(9 \mid 1)\) und \(R(9 \mid 5)\).
1. Bestimme die Koordinaten des vierten Eckpunktes \(S\).
2. Berechne den Umfang des Rechtecks \(PQRS\). Gehe davon aus, dass eine Einheit im Koordinatensystem \(1\,\text{cm}\) lang ist.
3. Bestimme die Koordinaten des Mittelpunkts \(M\), an dem sich die Diagonalen des Rechtecks schneiden.
Denkanstöße
- Skizziere die Punkte zuerst in einem Koordinatensystem, um dir die Lage des Rechtecks besser vorstellen zu können.
- Überlege dir, welche Koordinaten ein Punkt haben muss, damit die gegenüberliegenden Seiten eines Rechtecks parallel und gleich lang sind.
- Wie berechnet man den Umfang eines Rechtecks, wenn man die Länge und die Breite kennt?
- Der Mittelpunkt liegt genau zwischen den gegenüberliegenden Ecken.
Lösung
1. Bestimmung von \(S\): Da \(PQ\) horizontal verläuft und \(QR\) vertikal, muss \(S\) den \(x\)-Wert von \(P\) (\(1\)) und den \(y\)-Wert von \(R\) (\(5\)) haben. Somit ist \(S(1 \mid 5)\).
2. Berechnung des Umfangs: Die Länge \(PQ\) beträgt \(9 - 1 = 8\,\text{cm}\). Die Breite \(QR\) beträgt \(5 - 1 = 4\,\text{cm}\). Der Umfang ist \(2 \cdot (8\,\text{cm} + 4\,\text{cm}) = 24\,\text{cm}\).
3. Bestimmung des Mittelpunkts \(M\): Der Mittelpunkt liegt in der Mitte der Strecke \(PR\) oder \(QS\). \(x\)-Koordinate: \((1 + 9) : 2 = 5\). \(y\)-Koordinate: \((1 + 5) : 2 = 3\). Der Mittelpunkt ist \(M(5 \mid 3)\).
Antwort
1. Der vierte Punkt ist \(S(1 \mid 5)\).
2. Der Umfang beträgt \(24\,\text{cm}\).
3. Der Mittelpunkt des Rechtecks liegt bei \(M(5 \mid 3)\).