Der Kosinussatz

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Jahrgangsstufe 9 › Trigonometrie

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Der Kosinussatz

Trigonometrie. Sinus, Kosinus, Tangens, Gegenkathete, Ankathete, Sinussatz, Kosinussatz

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Drei schnelle Fragen zu früheren Lektionen.

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Ist der Winkel zwischen den Seiten 3 und 4 ein rechter, ist die dritte Seite 5. Ist der Winkel größer als 90°, dann ist die dritte Seite …

  1. Länger als 5
  2. Immer noch 5

√(5² + 8²) ≈ 9,43. Stelle γ auf über 90° ein. Wie lang ist c?

  1. Länger als 9,43
  2. Immer noch 9,43

Die Grundidee

Der Kosinussatz korrigiert den Satz des Pythagoras.

Kosinussatz: In jedem Dreieck gilt c2=a2+b2−2abcos⁡γc^2 = a^2 + b^2 - 2ab \cos\gamma, wobei γ\gamma der Gegenwinkel von cc ist. Verwende ihn bei zwei Seiten und dem eingeschlossenen Winkel (für die dritte Seite) oder drei Seiten (für einen Winkel: cos⁡γ=a2+b2−c22ab\cos\gamma = \dfrac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab}). Für γ=90°\gamma = 90° ist es der Satz des Pythagoras; bei stumpfem γ\gamma ist cos⁡γ<0\cos\gamma < 0 und cc wird länger.

Beispiel

a = 5, b = 8, γ\gamma = 60°.

c2=25+64−2⋅5⋅8⋅12c^2 = 25 + 64 - 2 \cdot 5 \cdot 8 \cdot \tfrac12
Formel.
c2=49c^2 = 49, c=7c = 7
Ergebnis.

Du bist dran

Jetzt du: a = 3, b = 5, γ\gamma = 120°. Wie groß ist c²?

4949
9 + 25 + 15.

Üben ★

  1. Im Dreieck ABC sind a = 12, b = 8 und der Winkel dazwischen γ = 60°. Bestimme mit dem Kosinussatz c².
  2. Im Dreieck ABC sind a = 3, b = 3 und der Winkel dazwischen γ = 60°. Bestimme mit dem Kosinussatz c².
  1. Im Dreieck ABC sind a = 12, b = 5 und γ = 120°. Bestimme mit dem Kosinussatz c².

Vorsicht!

Üben ★★

  1. Ein Dreieck hat die Seiten a = 5, b = 6 und c = 8. Bestimme cos γ, den Kosinus des Gegenwinkels von c.
  2. Ein Dreieck hat die Seiten a = 4, b = 8 und c = 6. Bestimme cos γ, den Kosinus des Gegenwinkels von c.
  1. Abschlussaufgabe. Zwei Wanderer verlassen das Lager auf geraden Wegen, die einen Winkel von 60° bilden. Der eine geht 6 km, die andere 8 km.

Abschlusscheck

Drei Fragen zum Abschluss: Sitzt es?

  1. Im Dreieck ABC sind a = 12, b = 8 und der Winkel dazwischen γ = 60°. Bestimme mit dem Kosinussatz c².
  2. Im Dreieck ABC sind a = 3, b = 3 und der Winkel dazwischen γ = 60°. Bestimme mit dem Kosinussatz c².
  3. Im Dreieck ABC sind a = 8, b = 7 und der Winkel dazwischen γ = 60°. Bestimme mit dem Kosinussatz c².

Merkkarte

Kosinussatz

c² = a² + b² − 2ab cos γ.

Achtung: Pythagoras allein gilt nur für einen rechten Winkel.

Ende der Lektion

CC BY-SA 4.0