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Gegeben ist ein Quadrat ABCD. Von drei sich paarweise berührenden Kreisen haben zwei ihre Mittelpunkte in A bzw. B. Der dritte Kreis berührt außer die beiden anderen auch die Quadratseite CD. Welchen Radius hat der dritte Kreis in Abhängigkeit von der Quadratseitenlänge?

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4/15 a ?
lul

Ich habe etwas mehr raus: \(\texttt{Radius}={\large\frac9{32}}\cdot\texttt{Quadratseitenlänge}\).

Da gefällt mir \(r=\frac{1}{3}a\) besser.

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Der Punkt \(A\), der Mittelpunkt von \(\overline{AB}\) und der Mittelpunkt des gesuchten Kreises \(M\) bilden ein rechtwinkliges Dreieck. Die Hypotenuse dieses Dreiecks hat die Länge \(R+r\), wobei \(R=\frac{a}{2}\) der Radius des Kreises um \(A\) und \(r\) der gesuchte Radius des Kreises um \(M\) ist. Es ist \(a\) die Seitenlänge des Quadrats. Die Länge der Hypotenuse ist damit aufgrund der Tangentialeigenschaft der beiden Kreise klar. Die Katheten dieses Dreiecks haben nun die Seiten \(\frac{a}{2}\) und \(a-r\). Nach Pythagoras gilt:

\(\begin{aligned}\left(\frac{a}{2}\right)^2+(a-r)^2&=\left(\frac{a}{2}+r\right)^2\\\frac{a^2}{4}+a^2-2ar+r^2&=\frac{a^2}{4}+ar+r^2\\a^2&=3ar\\r&=\frac{1}{3}a\end{aligned}\)

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