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Einem rechtwinkligen Dreieck kann auf drei verschiedene Arten ein Drachen so einbeschrieben werden, dass Dreieck und Drachen in einer Seite und einen anliegenden Winkel ĂŒbereinstimmen. In welchem Intervall muss das VerhĂ€ltnis der KathetenlĂ€ngen liegen, damit derjenige der flĂ€chengrĂ¶ĂŸte von den drei Drachen ist, dessen Symmetrieachse durch den rechten Winkel des Dreiecks geht?

Avatar von 124 k 🚀

Darf der Drache auch entartet sein?

lul

Bilde den Grenzwert zum entarteten Drachen hin, dann ist das VerhÀltnis 1:1, auch wenn der Drache nicht entartet ist.

Die Lösung ist mMn ein Intervall

Hallo Roland,

Einem rechtwinkligen Dreieck kann auf drei verschiedene Arten ein Drachen so einbeschrieben werden, dass Dreieck und Drachen in einer Seite und einen anliegenden Winkel ĂŒbereinstimmen.

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Ist das so gemeint wie hier gezeichnet?

2 Antworten

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Hallo Roland,

Die FlÀchen der Drachen lassen sich relativ leicht berechnen, wenn man sich zu Nutze macht, dass eine Winkelhalbierende eine Strecke, deren Endpunkte auf den Schenkeln des Winkels liegen, im gleichem VerhÀltnis teilt, wie die Abschnitte auf den Schenkeln.

Wenn ich die FlĂ€che des ersten Drachens im Bild unter Deiner Frage mit \(F_a\) und die des mittleren mit \(F_c\) benenne sowie die Seiten des Dreiecks in der ĂŒblichen Weise, so sind die FlĂ€chen$$F_a = \frac{ab^2}{b+c} \\ F_c = \frac{a^2b}{a+b}$$Es reicht aus, diese beiden zu vergleichen. Damit \(F_c\) am grĂ¶ĂŸten wird, muss gelten$$\begin{aligned} F_c &\gt F_a \\ \frac{a^2b}{a+b} &\gt\frac{ab^2}{b+c} &&|\,\div ab\\ \frac{a}{a+b} &\gt\frac{b}{b+c} &&|\,\cdot \text{HN}\\ ab + ac &\gt ab + b^2 \\ ac &\gt b^2 &&|\, \tau = \frac{a}{b} \implies a = \tau b\\ \tau b \sqrt{\tau^2b^2 + b^2} &\gt b^2 &&|\, \div b^2 \\ \tau \sqrt{\tau^2 + 1} &\gt 1\\ \tau^4 + \tau^2 &\gt 1 \\ \tau^4 + \tau^2 + \frac14 &\gt \frac{5}{4} \\ \left(\tau^2 + \frac{1}{2}\right)^2 &\gt \frac{5}{4} \\ \tau^2 &\gt -\frac{1}{2} + \frac{1}{2}\sqrt{5} \\ \tau & \gt \frac{1}{\sqrt{\Phi}} \end{aligned}$$aus GrĂŒnden der Symmetrie ist demnach \(F_c\) die grĂ¶ĂŸte der drei FlĂ€chen, wenn gilt$$\frac{1}{\sqrt{\Phi}} \lt \frac{a}{b} \lt \sqrt{\Phi}$$Gruß Werner

Avatar von 49 k

Ich hÀtte besser nach dem Intervall fragen sollen, in dem das LÀngenverhÀltnis liegen muss.

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Wenn die Symmetrieachse des Drachens durch den rechten Winkel des Drachens gehen soll, so ist der entstehende Drachen ein Quadrat ganz egal wie lang dabei die Katheten des Dreiecks sind.

Unbenannt.JPG

Avatar von 43 k

"einbeschrieben" soll ja wohl heißen, dass drei der vier Drachen-Seiten auf den Dreiecks-Seiten liegen mĂŒssen (womit die Forderung nach der Winkel-Inzidenz sich von selbst erfĂŒllt) und jetzt weiter sogar eine davon die ganze Dreiecks-Seite abdecken soll.

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