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Aufgabenstellung
Einem gleichseitigen Dreieck mit der Seite a = 7cm ist ein Parallelogramm mit maximalen Inhalt
einzubeschreiben, das mit dem Dreieck einen Winkel gemeinsam hat. Welches sind sie
Seitenlängen dieses Parallelogramms?

Parallelogramm in Dreieck.png

Was habe ich gemacht?
(Mein Ansatz kann völlig falsch sein.)

Ich habe die Seiten benannt und wollte das Problem über den Strahlensatz lösen. 
Kam dann aber nicht auf eine sinnvolle Lösung, ausser, sofern richtig, dass b=c sein muss.
Und so das Parallelogramm aus 4 gleichlangen Seiten besteht. 

Strahlensatz
b/a = c/a I a=7cm
b/7cm = c/7cm 
b = 7cm*(c/7cm) = c
b = c




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Wo bedenkst du denn das geforderte "maximaler Inhalt " ?

Im Dreieck selbst. 

3,5 cm wahrscheinlich. 

1 Antwort

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Beste Antwort

Hallo limonade,

schon aus Gründen der Symmetrie muss für die Seitenlängen des Parallelogramms \(3,5\text{cm}\) heraus kommen. Alle Seiten sind gleich lang.

Mal sehen ob die Rechnung dasselbe ergibt. Schau Dir folgende Zeichnung an:

Skizze2.png

Tipp: wenn Du selber so eine Zeichnung machst, versuche die Strecken (hier \(x\) und \(y\)), die nicht unbedingt im Vorfeld gleich lang sein müssen, auch wirklich unterschiedlich lang in der Skizze zu zeichnen. Dann sieht man besser die Zusammenhänge!

Ist die Grundseite des Parallelogramms \(x\), so findest Du diese Strecke \(x\) an den grün markierten Stellen wieder. Sei die Seite des gleichseitigen Dreiecks \(a\), dann ist \(y=a-x\). Die Höhe \(h\) des Parallelogramms ist

$$h= \frac12 \sqrt{3} \cdot y$$ und die Fläche \(A\) des Parallelogramms ist

$$A = x \cdot h = x \cdot \frac12 \sqrt{3} \cdot y = x \cdot \frac12 \sqrt{3} \cdot (a-x)=\frac12 \sqrt{3} \cdot (ax-x^2)$$ Die Ableitung nach \(x\) ist

$$A'=\frac12 \sqrt{3} (a-2x)$$ und dies ist genau dann \(=0\), wenn \(x=a/2=3,5 \text{cm}\) ist (wie zu erwarten; s.o.).

Gruß Werner

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