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Satz des Pythagoras · Erklären & üben

Satz des Pythagoras Aufgaben

Sieben eigene Aufgaben führen vom direkten Einsetzen zu Zeichnung, Quader und Punktabstand. Entscheidend ist jeweils, das passende rechtwinklige Dreieck zu finden.

Erklärung 01

Aus einer Situation ein Dreieck gewinnen

Eine Leiter an einer senkrechten Wand bildet mit waagerechtem Boden ein rechtwinkliges Dreieck. Die Leiter ist die Hypotenuse; Höhe und Bodenabstand sind Katheten. Bei einem Rechteck stehen benachbarte Seiten senkrecht. Eine Diagonale ergänzt sie zu einem rechtwinkligen Dreieck.

  1. Skizziere und beschrifte zuerst.

  2. Begründe den rechten Winkel vor der Rechnung.

a2+b2=c2\mathsf{a^2+b^2=c^2}

Rechtwinkliges Leitermodell mit 5 m Leiter und 3 m Bodenabstand.

So geht es am Beispiel

Eine Leiter ist 5 m lang und steht 3 m von der Wand entfernt. Welche Höhe erreicht sie?

Im rechtwinkligen Modell ist die Leiter die Hypotenuse.

h2=52−32=16\mathsf{h^2=5^2-3^2=16}
h=4 m\mathsf{h=4\,\mathsf{m}}

Ergebnis

Die Höhe beträgt 4 m.

Erklärung 02

Eine oder zwei Rechnungen?

Bei einer gesuchten Kathete wird ein Quadrat subtrahiert. Bei einer gesuchten Hypotenuse werden zwei Quadrate addiert. Für die Raumdiagonale eines Quaders berechnest du zuerst die Grunddiagonale. Sie steht senkrecht zur Höhenkante; zusammen bilden beide die Katheten des zweiten Dreiecks.

  1. Ordne die gesuchte Seite zu.

  2. Verwende beim Quader das erste Ergebnis im zweiten Dreieck.

g=a2+b2,d=g2+h2\mathsf{g=\sqrt{a^2+b^2},\qquad d=\sqrt{g^2+h^2}}

Quader mit Grundkanten 3 cm und 4 cm sowie Höhe 12 cm; Grund- und Raumdiagonale.

So geht es am Beispiel

Ein Rechteck ist 6 cm breit und 8 cm lang. Berechne die Diagonale.

d=62+82=10 cm\mathsf{d=\sqrt{6^2+8^2}=10\,\mathsf{cm}}

Ergebnis

Die Diagonale ist 10 cm lang.

So geht es am Beispiel

Ein Quader hat Kanten 3 cm, 4 cm und 12 cm. Berechne seine Grund- und Raumdiagonale.

g=32+42=5 cm\mathsf{g=\sqrt{3^2+4^2}=5\,\mathsf{cm}}
d=52+122=13 cm\mathsf{d=\sqrt{5^2+12^2}=13\,\mathsf{cm}}

Ergebnis

Die Grunddiagonale ist 5 cm, die Raumdiagonale 13 cm lang.

Erklärung 03

Ergebnis, Einheit und Voraussetzung prüfen

Die Hypotenuse muss länger als jede Kathete sein. Eine gesuchte Kathete muss kürzer als die Hypotenuse sein. Quadrate tragen Flächeneinheiten; nach der Wurzel bleibt eine Längeneinheit. Für Punktabstände dienen die Koordinatendifferenzen als Katheten. Ein rechter Winkel allein bestimmt die Seiten nicht eindeutig: Kriterien zur eindeutigen Dreieckskonstruktion behandelt das Anschlussthema Kongruenzsätze.

  1. Prüfe Größenordnung und Einheit.

  2. Setze das Ergebnis zur Kontrolle in die Quadratgleichung ein.

d=(x2−x1)2+(y2−y1)2\mathsf{d=\sqrt{(x_2-x_1)^2+(y_2-y_1)^2}}

Jetzt bist du dran

Aufgaben & Lösungen

Rechne zuerst selbst. Nutze den Platz für deinen Rechenweg und vergleiche anschließend mit der Lösung.

  1. Aufgabe 1Satz des Pythagoras Aufgaben · EinstiegEin rechtwinkliges Dreieck hat Katheten von 8 cm und 15 cm. Berechne die Hypotenuse.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      c2=82+152=64+225=289\mathsf{c^2=8^2+15^2=64+225=289}
      c=289=17 cm\mathsf{c=\sqrt{289}=17\,\mathsf{cm}}

    Ergebnis

    1. Hypotenuse17 cm\mathsf{17\,\mathsf{cm}}
  2. Aufgabe 2Satz des Pythagoras Aufgaben · EinstiegDie Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks ist 17 cm lang, eine Kathete 8 cm. Berechne die zweite Kathete.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      b2=172−82=289−64=225\mathsf{b^2=17^2-8^2=289-64=225}
      b=15 cm\mathsf{b=15\,\mathsf{cm}}

    Ergebnis

    1. Zweite Kathete15 cm\mathsf{15\,\mathsf{cm}}
  3. Aufgabe 3Satz des Pythagoras Aufgaben · StandardEine 13 m lange Leiter steht an einer senkrechten Wand. Ihr Fuß ist 5 m von der Wand entfernt. Wie hoch reicht sie im rechtwinkligen Modell?Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg

      Die Leiter ist die Hypotenuse. Die Höhe ist eine Kathete.

      h=132−52=144=12 m\mathsf{h=\sqrt{13^2-5^2}=\sqrt{144}=12\,\mathsf{m}}

    Ergebnis

    1. Höhe12 m\mathsf{12\,\mathsf{m}}
  4. Aufgabe 4Satz des Pythagoras Aufgaben · StandardEine rechteckige Fläche misst 9 m mal 12 m. Wie lang ist die direkte Verbindung zweier gegenüberliegender Ecken?Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg

      Zwei benachbarte Rechteckseiten sind die Katheten; die gesuchte Diagonale ist die Hypotenuse.

      d=92+122=225=15 m\mathsf{d=\sqrt{9^2+12^2}=\sqrt{225}=15\,\mathsf{m}}

    Ergebnis

    1. Diagonale15 m\mathsf{15\,\mathsf{m}}
  5. Aufgabe 5Satz des Pythagoras Aufgaben · TransferGehe im Raster von C aus 12 Kästchen nach rechts zu A und 5 Kästchen nach oben zu B. Zeichne und beschrifte das Dreieck mit seinen Seitenlängen. Ein Kästchen entspricht 1 cm. Berechne die schräge Seite AB.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen

    Beschriftete Zeichnung

    Raster mit Startpunkt C, 1 Kästchen entspricht 1 cm.

    Du kannst auf Papier arbeiten oder deine Zeichnung in Worten beschreiben.

    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Erklärung

      Waagerechte und senkrechte Rasterlinien bilden bei C einen rechten Winkel.

      AB=122+52=13 cm\mathsf{AB=\sqrt{12^2+5^2}=13\,\mathsf{cm}}

    Ergebnisse & Teilantworten

    1. Beschriftete ZeichnungRechtwinkliges Dreieck mit Katheten 12 cm und 5 cm sowie Hypotenuse 13 cm.
    2. Schräge Seite13 cm\mathsf{13\,\mathsf{cm}}
  6. Aufgabe 6Satz des Pythagoras Aufgaben · TransferEin Quader hat Grundkanten 2 cm und 3 cm sowie Höhe 6 cm. Berechne zuerst die Grunddiagonale exakt und dann die Raumdiagonale.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      g=22+32=13 cm\mathsf{g=\sqrt{2^2+3^2}=\sqrt{13}\,\mathsf{cm}}
    2. Schritt 2 · Rechnung / Rechenweg

      Die Höhenkante ist senkrecht zur Grundfläche und damit auch zur Grunddiagonale.

      d=g2+62=13+36=7 cm\mathsf{d=\sqrt{g^2+6^2}=\sqrt{13+36}=7\,\mathsf{cm}}

    Ergebnisse & Teilantworten

    1. Grunddiagonale exakt13 cm\mathsf{\sqrt{13}\,\mathsf{cm}}
    2. Raumdiagonale7 cm\mathsf{7\,\mathsf{cm}}
  7. Aufgabe 7Satz des Pythagoras Aufgaben · TransferDie Punkte P(−3|2) und Q(9|7) liegen in einem rechtwinkligen Koordinatensystem. Berechne die waagerechte und senkrechte Differenz von P nach Q sowie ihren Abstand.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      Δx=9−(−3)=12\mathsf{\Delta x=9-(-3)=12}
      Δy=7−2=5\mathsf{\Delta y=7-2=5}
      d=122+52=13\mathsf{d=\sqrt{12^2+5^2}=13}

    Ergebnisse & Teilantworten

    1. Waagerechte DifferenzΔx=12\mathsf{\Delta x=12}
    2. Senkrechte DifferenzΔy=5\mathsf{\Delta y=5}
    3. Abstand in Längeneinheitend=13\mathsf{d=13}

Selbstcheck

Das kann ich jetzt

  • Ich finde den rechten Winkel und die gegenüberliegende Hypotenuse.
  • Ich ordne Größen und Einheiten vor dem Einsetzen zu.
  • Ich kontrolliere Wurzel, Einheit und geometrische Voraussetzungen.

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