Vom Strahlensatz und von ähnlichen Dreiecken (Pyramidenberechnung nach Thales)
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Formal Metadata
Title |
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Title of Series | ||
Part Number | 16 | |
Number of Parts | 44 | |
Author | 0000-0002-4319-5413 (ORCID) | |
Contributors | ||
License | CC Attribution - NonCommercial 3.0 Germany: You are free to use, adapt and copy, distribute and transmit the work or content in adapted or unchanged form for any legal and non-commercial purpose as long as the work is attributed to the author in the manner specified by the author or licensor. | |
Identifiers | 10.5446/17866 (DOI) | |
Publisher | 0000-0002-4319-5413 (ORCID) | |
Release Date | ||
Language |
Content Metadata
Subject Area | |
Genre |
00:00
GeometryIntercept theoremTHALES <Programm>HöhePyramid (geometry)AreaEquilateral triangleSierpinski triangleMetreHöheStreckeInterface (chemistry)Pyramid (geometry)Staff (military)GradientAcoustic shadowProduct (category theory)Line (geometry)AngleLengthFactorizationVertical directionHorizonParallelenIntercept theoremKanteEckeAreaEquilateral triangleNumberExternal rotationMeeting/Interview
Transcript: German
00:00
Zwei Dreiecke heißen ähnlich. wenn sie in zwei Winkeln
übereinstimmen (dann stimmen sie auch im dritten Winkel
überein. Spiegelungen oder Rotationen liefern weitere
ähnliche Dreiecke. Bei der Rotation eines Dreiecks bleibt die
Orientierung ABC (hier: gegen den Uhrzeigersinn) erhalten;
bei einer Spiegelung eines
00:22
Dreiecks dreht sich die
Orientierung um. Zwar Geraden s(1) und s(2) schneiden sich
unter einem Winkel; außerdem haben wir zwei weitere parallele
Geraden p(1) und p(2). In dieser Konstruktion erkennen wir
zwei ähnliche Dreiecke: Das rot gezeichnete Dreieck ZAC und
das blau gezeichnete Dreieck
00:43
ZBD Jede Seite des blauen
Dreiecks ist um einen Faktor f länger als die entsprechende
Seite des roten Dreiecks: Die Seiten-Verhältnisse a´/a,
b´/b und c´/c sind konstant (=f). Das ist die Aussage des
Strahlensatzes. Mit Hilfe des Strahlensatzes hat THALES die
Höhe der CHEOPS-Pyramide
01:03
ermittelt: Die CHEOPS-Pyramide
wirft einen Schatten der Länge C; ein Stab der Länge A
wirft einen Schatten der Länge B. Wir können zwei ähnliche
Dreiecke erkennen, beziehungsweise eine Strahlensatz-Konstruktion
aufbauen: Die Höhe der Pyramide D verhält sich zur
Höhe des Stabes A genauso wie
01:24
die Länge des Schattens der
Pyramide C zur Länge des Schattens des Stabes B. Der Schatten
der Pyramiden ist 90-mal länger als der Schatten des
Stabes; also ist die Pyramide selbst 90-mal höher als der Stab. Der Stab hat eine Höhe von 1,63 m.
01:41
Das heißt die Pyramide
hat eine Höhe von 146,7 m. In dieser Strahlensatz-Konstruktion
erkennen wir ebenfalls zwei ähnliche Dreiecke. Wir
formulieren die Vierfeldertafel: Die lange horizontale
Strecke a verhält sich zur kurzen horizontalen Strecke b wie
die lange vertikale Strecke
02:01
(x+c) zur kurzen vertikalen
Strecke x. Wir formulieren die Quotientengleichheit, lösen nach x auf und erhalten x=c
/ (a/b-1) Einsetzen der Zahlen ergibt für x = 48 m.
02:23
Der Strahlenwert sagt uns,
dass das Verhältnis der rechten Seiten der beiden Dreiecke
genauso groß ist wie das Verhältnis der linken beiden Seiten.
Wir betrachten zwei Punkte A und B, die eine Dreieckseite
symbolisieren. Auf der Mittelsenkrechte m befinden sich
alle Punkte, die von A und B
02:43
gleichen Abstand haben. Die
drei Mittelsenkrechten eines Dreiecks schneiden sich in
einem gemeinsamen Punkt; dieser gemeinsame Punkt hat von allen
Ecken den gleichen Abstand - es handelt sich also um
das Zentrum des Umkreises des Dreiecks. Wir zeichnen ein
Dreieck ABC und fällen von C das Lot auf die Strecke AB.
03:03
Der Abstand zwischen dem Lotfußpunkt und dem
Punkt C ist die Höhe des Dreiecks h(c). Aus der Höhe des Dreiecks und
der Länge AB ergibt sich der Flächeninhalt des Dreiecks
(1/2*c*h(c)). Der Lotfußpunkt muss nicht innerhalb
des Dreiecks liegen und es ist egal,
03:20
welche Höhe man nimmt, um die
Dreiecks-Flächen zu berechnen. Auf der Winkelhalbierenden
liegen alle Punkte, die von den beiden Schenkeln des Winkels
gleichen Abstand haben. Alle Winkelhalbierenden eines
Dreiecks schneiden sich in einem gemeinsamen Punkt, dieser
Punkt hat von allen Seiten des Dreiecks gleichen Abstand
- es handelt sich um den
03:42
Mittelpunkt des Inkreises des
Dreiecks. Wenn wir die Mittelpunkte der Seiten eines
Dreiecks einzeichnen (mit M markieren) und diese Mittelpunkte mit
den gegenüberliegenden Ecken verbinden, erhalten wir die
Seitenhalbierende. Auch diese schneiden sich in einem Punkt,
dem Schwerpunkt. Ein gleichseitiges
04:02
Dreieck hat nicht nur
drei gleiche Seiten, sondern auch drei gleiche Winkel.
Jeder beträgt 60°. Beim rechtwinkligen Dreieck bezeichnen wir
die beiden kurzen Seiten als Katheten und die lange Seite
als Hypotenuse. Die Fläche eines rechtwinkligen Dreiecks
entspricht der Hälfte des Produktes der Kathetenlängen.