Passt der Stab durch das 3-Eck?

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lolipop Auf diesen Beitrag antworten »
Passt der Stab durch das 3-Eck?
Eine Öffnung hat ein gleichseitiges Dreieck als Querschnitt.Ein Stab mit einem Quadrat als Querschnitt passt gerade durch die Öffnung.Aus der Seitenlänge s des Dreiecks soll die Seitenlänge a des Quadrates bestimmt werden.
Gib a in Abhängigkeit von s an!

KAnn mir jemand bei dieser Aufgabe helfen?
Stammt aus dem Mathebuch Lambacher.Schweizer für Gymnasium KL.9
alpha Auf diesen Beitrag antworten »

also bei geometrischen aufgaben immer erstmal ein allgemeiner tipp: eine skizze machen.
das ist in diesem fall natürlich schwer, das zu zeichnen, aber eine skizze reicht halt meistens auch aus um auf die richtigen ideen zu kommen...
Dazu überlegst du dir, wie das quadrat am platzsparendsten im dreieck unterkommen kann.

PS:
kannst du vielleicht auch die seitenzahl angeben auf der die aufgabe zu finden ist?
PS2:
habs jetzt gefunden... ist doch auch s. 78, oder?
Poff Auf diesen Beitrag antworten »
RE: PAsst der Stab durch 3-Eck
Mal UNTERSTELLTt der auf einer DreieckSeitenlinie plan aufliegende
Stab stelle den größt möglichen dar, dann gilt
wegen Innenwinkel =60° und der Symmetrie folgendes:

a= der Kathete eines der beiden sich dabei bildenden
kleinen symmetrischen Dreiecke = ((s-a)/2)*tan60°

2a = s*tan60°-a*tan60°
a = s*tan60°/(2+tan60°)


Muss allerdings zugestehen, dass noch zu prüfen wäre ob
dies auch den größt möglichen Querschnitt liefert, dazu
bin ich aber gelinde gesagt zu faul. *gg*
alpha Auf diesen Beitrag antworten »

wäre ne lösung... aber ich finde man sollte es als aufgabe für die 9. klasse auch mit deren stoff lösen und die trigonometrischen funktionen (tan) kommen erst in der 10. klasse dran...
jama Auf diesen Beitrag antworten »

bist ja gut dabei @ poff Willkommen

vielleicht willste dich ja mal vorstellen? Augenzwinkern

gruß,

jama
Poff Auf diesen Beitrag antworten »
RE: PAsst der Stab durch 3-Eck
Ok eine andere Variante


Mal UNTERSTELLT der auf einer DreieckSeitenlinie plan aufliegende
Stab liefere auch den größt möglichen Querschnitt, dann gilt
wegen Innenwinkel =60° und der Symmetrie folgendes:

a= der Kathete eines der beiden sich dabei bildenden
kleinen symmetrischen rechtwinkligen Dreiecke.
Diese Kathete stellt gleichzeitig die Höhe des gleichseitigen Dreiecks
mit der Seitenlänge g = s-a dar, das sich bildet sofern man diese
beiden Dreiecke an ihrer Höhe (a) zusammenfügt
(Innenwinkel sind jeweils 60° 30° 90°)

Die Höhe im gleichseitigen Dreieck berechnet sich als
h=sqrt3*Seitenlänge/2


Damit ergibt sich folgender Zusammenhang

h = a = (sqrt3)(s-a)/2 oder
2a+(sqrt3)a = (sqrt3)s bzw

a= s(sqrt3)/(2+sqrt3)

etwas schöner *g* als die andere Variante und vollkommen
synchron zur trigonometrischen Lösung, wenn man dort nur
tan60° durch den entsprechenden Wert nämlich sqrt3 ersetzt.
 
 
Poff Auf diesen Beitrag antworten »
RE: PAsst der Stab durch 3-Eck
Hab mir erlaubt diesen doch etwas missratenen Beitrag oben zu löschen
und dafür weiter nach unten zu verlagern.
(auch in Rücksicht auf den Fragensteller)


Löschen wollte ich ihn nicht, denn ich denke er ist nachwievor
richtig und wer sich die Mühe macht an der Wurzel unten
rumzuknabbern wird sie wohl ziehen können und letztendlich auf
das gleiche Resultat stoßen wie oben.

Ist mal ein schönes Beispiel dafür, wie man von Berlin auch über
New York nach Paris fahren kann, sich dabei einer Unmenge
von Gefahren aussetzt und etwas wirr im Kopf in Paris ankommt ;-))



Ok hier die Variante die zuvor etwas weiter oben stand

Die Fläche des gleichs. Dreiecks ist F= (sqrt3)s²/4

Andererseits wäre diese Fläche auch die Summe der 3 Dreiecksflächen plus Quadratfläche

Quadratfläche =a²

Fläche des entstehenden gleichseitigen Dreiecks mit der Seienlänge a
=(sqrt3)a²/4

Fläche der beiden kleinen rechtw. Dreiecke mit den Katheten a und (s-a)/2 zusammen:
=2*(1/2*a*(s-a)/2)=a(s-a)/2

Führt zu folgender Bedingung:

(sqrt3)s²/4= a²+(sqrt3)a²/4+a(s-a)/2
=a²+(sqrt3)a²/4 +as/2-a²/2= a²(1/2+(sqrt3)/4)+as/2

a²(1/2+(sqrt3)/4)+as/2-(sqrt3)S²/4 =0


a= (-s/4 +sqrt(s²/16-(1/2+(sqrt3)/4)(sqrt3)s²/4))/(1/2+(sqrt3)/4)

was sich evtl noch vereinfachen lässt
und mal hoffen dass da kein Rechenfehlerteufelchen reingeschlichen ist


Weitere Varianten sollte es geben bestimmt auch schönere *g*

die 2.Wurzel scheidet aus da diese ein negativen Wert liefert
Poff Auf diesen Beitrag antworten »

bist ja gut dabei @ poff

vielleicht willste dich ja mal vorstellen?

gruß,

jama
---------------------------------------------------

@ jama

will nicht unhöflich sein, aber vorstellen wollte ich mich nicht ((unbedingt))

gruß poff
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