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5.4 Kreise und Geraden 22. Gegeben ist ein beliebiges Sehnenviereck ABCD (vgl. Skizze). (a) Zeige: Die Dreiecke ATC und DBT sind ähnlich. (b) Beweise: AT ·BT = DT ·CT Lösung: (a) DieWinkel derbeidenDreieecke beiAundD sindnachdemUmfangswinkelsatzgleich, den Winkel bei T haben beide gemeinsam. (b) Wegen der Ähnlichkeit gilt AT DT = CT BT A D . C . . B T . . 5.4.3 Anwendungaufgaben mit Faßkreisbögen 1. Auf einem Kreis sind zwei Punkte A und B gegeben. Welches dem Kreis einbeschriebene Dreieck ABC hat den größten Flächeninhalt? Begründe. Lösung: Die beiden zu AB parallelen Kreistangenten berührenden Kreis in zwei Punkten C und C ′ . C ist der Punkt der von AB den größeren Abstand hat (zwei Lösungen, falls AB Zentrale ist). 2. Auf dem Dach eines Hauses soll ein Scheinwerfer L angebracht werden, der einen benachbarten Kirchturm voll ausleuchtet, der Öffnungswinkel des Lichtkegels beträgt 60 ◦ (siehe Abb.). P sei der Befestigungspunkt der Stange des Scheinwerfers auf dem Hausdach. Übertrage nebenstehende Zeichnung . mit den angegebenen Größen im Maßstab 1 : 500 auf dein Blatt und konstruiere P ! Lösung: L =Faßkreisbogen über [BS] ∩ Parallele zu DE PL = 5m BC = 10m . . ✻ . 60 ◦ L D ✻ P 25m E ✻ 10m ❄✛ ✲❄ 20m A 20m . S B . C 35m ❄. 3. Die Fotographen P 1 , P 2 und P 3 haben den Auftrag, die Sprengung der von A nach B führenden Brücke aufzunehmen. Jeder der drei Fotographen hat seine Kamera mit einem Zoomobjektiv ausgestattet, bei dem der Sehwinkel von 50 ◦ bis 110 ◦ stetig verändert werden kann. Die Aufnahme soll so gestaltet werden, daß die Punkte A und B gerade die Randpunkte des Bildes sind. ✻ 25m ❄ P 2 ist auf dieser Flußseite Brücke A . 50 ◦ B P 1 ist auf dieser Flußseite . P 3 ist mit einem Boot auf dem Fluß . . 152

5.4 Kreise und Geraden Wegen der verschieden starken Sprengladungen für die Brückenköpfe müssen die Sicherheitsabstände 20m von A und 15m von B eingehalten werden. Übertrage die (nicht maßstabsgetreue) Abbildung mit den richtigen Größen im Maßstab 1 : 500 aufdeinBlattundkonstruierediemöglichenStandortederdreiFotographen,dieganz zum Schluß noch verschiedenfarbig hervorgehoben werden sollen! Verwende dein Arbeitsblatt für die Zeichnung im Querformat! Lösung: AB ̂=6cm M 1 =Äußeres des Faßkreisbogenpaares über [AB] zum Winkel 110 ◦ M 2 =Inneres des Faßkreisbogenpaares über [AB] zum Winkel 40 ◦ M 3 =Äußeres des Kreises um A mit Radius 3cm M 4 =Äußeres des Kreises um B mit Radius 7cm Lösung = M 1 ∩M 2 ∩M 3 ∩M 4 ∩ jeweilige Flußseite 4. Vier Satelliten A, B, C und D bewegen sich auf derselben kreisförmigen Umlaufbahn um die Erde. Von D aus erscheint [AC] unter dem Winkel δ = 70 ◦ , [AB] unter ε = 30 ◦ . Unter welchem Winkel erscheint . . ε D . δ . (a) [AC] von B aus gesehen? (b) [AB] von C aus gesehen? . C (c) [BC] von A aus gesehen? (d) [BC] von D aus gesehen? A . . . B Lösung: (a) 110 ◦ ; (b) 30 ◦ ; (c) 40 ◦ ; (d) 40 ◦ 5. Die Entfernungen eines Schiffes S von drei Leuchttürmen A, B und C sollen bestimmt werden. Zur Positionsbestimmung wurden die Winkel

5.4 Kreise und Geraden<br />

22. Gegeben ist ein beliebiges Sehnenviereck ABCD<br />

(vgl. Skizze).<br />

(a) Zeige: Die Dreiecke ATC und DBT sind<br />

ähnlich.<br />

(b) Beweise: AT ·BT = DT ·CT<br />

Lösung: (a) DieWinkel derbeidenDreieecke beiAundD sindnachdemUmfangswinkelsatzgleich,<br />

den Winkel bei T haben beide gemeinsam.<br />

(b) Wegen der Ähnlichkeit gilt AT<br />

DT = CT<br />

BT<br />

A<br />

D<br />

.<br />

C<br />

.<br />

.<br />

B<br />

T<br />

.<br />

.<br />

5.4.3 Anwendungaufgaben <strong>mit</strong> Faßkreisbögen<br />

1. Auf einem Kreis sind zwei Punkte A und B gegeben. Welches dem Kreis einbeschriebene<br />

Dreieck ABC hat den größten Flächeninhalt? Begründe.<br />

Lösung: Die beiden zu AB parallelen Kreistangenten berührenden Kreis in zwei Punkten C und C ′ .<br />

C ist der Punkt der von AB den größeren Abstand hat (zwei Lösungen, falls AB Zentrale<br />

ist).<br />

2. Auf dem Dach eines Hauses soll ein Scheinwerfer<br />

L angebracht werden, der einen benachbarten<br />

Kirchturm voll ausleuchtet, der<br />

Öffnungswinkel des Lichtkegels beträgt 60 ◦<br />

(siehe Abb.). P sei der Befestigungspunkt<br />

der Stange des Scheinwerfers auf dem Hausdach.<br />

Übertrage nebenstehende Zeichnung<br />

.<br />

<strong>mit</strong> den angegebenen Größen im Maßstab<br />

1 : 500 auf dein Blatt und konstruiere P !<br />

Lösung: L =Faßkreisbogen über [BS] ∩ Parallele zu DE<br />

PL = 5m<br />

BC = 10m<br />

. .<br />

✻<br />

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60 ◦<br />

L<br />

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D<br />

✻ <br />

P<br />

25m E ✻<br />

10m<br />

❄✛<br />

✲❄<br />

20m A 20m<br />

.<br />

S<br />

B<br />

.<br />

C<br />

35m<br />

❄.<br />

3. Die Fotographen P 1 , P 2 und P 3 haben den<br />

Auftrag, die Sprengung der von A nach B<br />

führenden Brücke aufzunehmen. Jeder der<br />

drei Fotographen hat seine Kamera <strong>mit</strong> einem<br />

Zoomobjektiv ausgestattet, bei dem der<br />

Sehwinkel von 50 ◦ bis 110 ◦ stetig verändert<br />

werden kann. Die Aufnahme soll so gestaltet<br />

werden, daß die Punkte A und B gerade die<br />

Randpunkte des Bildes sind.<br />

✻<br />

25m<br />

❄<br />

P 2 ist auf dieser Flußseite<br />

Brücke<br />

A<br />

.<br />

50 ◦<br />

B<br />

P 1 ist auf dieser Flußseite<br />

.<br />

P 3 ist <strong>mit</strong><br />

einem Boot<br />

auf dem Fluß<br />

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