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Abi Leistungskurs Aufgabe !!

Die rote Strecke ist 1 dm lang, die grüne 2 dm, die blaue 3 dm. Gesucht ist die Länge der lila eingefärbten Strecke.

 

 

Zeichnung

Ergebnis muss mindestens 13 Nachkommastellen haben, mit Verhältnisrechnen bzw. Bruch kam ich zu keinem Erfolg.

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Ich modelliere die grüne und die blaue Gerade in Abhängigkeit von s. Den Koordinatenursprung setze ich mir in die linke untere Ecke.

f(x) = -√(2^2 - s^2)/s * (x - s) = √(4 - s^2) - x·√(4 - s^2)/s

g(x) = √(3^2 - s^2)/s * x = x·√(9 - s^2)/s

Nun berechne die Stelle x an der sich die Geraden schneiden

f(x) = g(x)

√(4 - s^2) - x·√(4 - s^2)/s = x·√(9 - s^2)/s
x·√(4 - s^2)/s + x·√(9 - s^2)/s = √(4 - s^2)
x/s·(√(4 - s^2) + √(9 - s^2)) = √(4 - s^2)
x = √(4 - s^2)·s/(√(4 - s^2) + √(9 - s^2)) = s/5·√(4 - s^2)·(√(9 - s^2) - √(4 - s^2))

Und der Funktionswert einer Funktion an dieser Stelle muss 1 sein

g(s/5·√(4 - s^2)·(√(9 - s^2) - √(4 - s^2))) = 1
s/5·√(4 - s^2)·(√(9 - s^2) - √(4 - s^2))·√(9 - s^2)/s = 1
1/5·√(4 - s^2)·(√(9 - s^2) - √(4 - s^2))·√(9 - s^2) = 1
√(4 - s^2)·√(9 - s^2)·(√(9 - s^2) - √(4 - s^2)) = 5

s = 1.2311857237786688300

Eine Exakte Lösung kann auf Wolframalpha nachgerechnet werden. Dort auch mit Schritt für Schritt Lösung für angemeldete Besucher.

https://www.wolframalpha.com/input/?i=%E2%88%9A%284-s%5E2%29%C2%B7%E2%88%9A%289-s%5E2%29%C2%B7%28%E2%88%9A%289-s%5E2%29-%E2%88%9A%284-s%5E2%29%29%3D5
Avatar von 481 k 🚀
klasse, super. Vielen vielen Dank !!!

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