c² = a²+b²−2·a·b·cos(γ)

 

Übersicht Dreiecke

Kosinussatz

Für jedes beliebiges Dreieck gilt:

c² = a² + b² − 2·a·b·cos(γ)

Analog für a und b:

a² = b² + c² − 2·b·c·cos(α)
b² = a² + c² − 2·a·c·cos(β)

Rechtwinklige Dreiecke:

cos(γ) = cos(90°) = 0
=> a²+b² = c² Pythagoras

Beweis 1via Skalarprodukt

Wir fassen die Ecken A, B und C als Vektoren auf und denken uns einen Vektorpfeil über den Buchstaben:

C² = (A−B)²
= A²+B² − 2·A·B
|C|² = |A|²+|B|² − 2·|A|·|B|·cos(γ)
q. e. d.

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Grafik: kosinussatz.png

Hintergrund

Potenzpunkt A Winkel β, Seite c

Winkel β =°
Seite c = cm

Beweis 2via Potenzsatz

Schritte:

1) Dreieck beliebig

Wie beginnen mit dem Zeichnen eines beliebigen Dreicks:

2) Satz des Thales rechter Winkel

Als nächstes integrieren wir unser Dreieck in einen Kreis. Die Ecke B liegt im Mittelpunkt des Kreises, und die Ecke C auf dem Kreis.

Nun verlängern wir die Seite b, bis diese an den Kreis stößt.

3) Potenzsatz Geometrie

Der Potenzsatz beinhaltet die Gleichheit zweier Produkte in einem Kreis. Dazu zeichnen wir zwei weitere Strecken:

Der Potenzsatz bzgl. des Punktes A besagt nun:

ZA·AX = CA·AY

4) Rechnung Potenzsatz bzgl. A

ZA·AX = b·AY
(a+c)(a−c) = b·(2·a·cosγ−b)
a²−c² = 2·a·b·cosγ − b²
= a²+b² − 2·a·b·cos(γ)

Werte α, β, γ, a, b, c

Winkel: Seiten:
α = ° a = cm
β = ° b = cm
γ = ° c = cm

Sinussatz

Für jedes beliebiges Dreieck gilt:

sin(α)/a = sin(β)/b = sin(γ)/c

Beweis:
Durch Zeichnen der Höhe h wird das Dreieck in zwei rechtwinklige Dreiecke aufgeteilt:

sin(β) = h/c
sin(γ) = h/b

=> h = c·sin(β) = b·sin(γ)
=> sin(β)/b = sin(γ)/c q.e.d

 

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