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Geometrische Begriffe · Erklären & üben

Strahlensatz Aufgaben

Bei Anwendungsaufgaben übersetzt du die Situation zuerst in eine Strahlensatzfigur. Notiere Parallelität, entsprechende Strecken und Einheiten, bevor du eine Gleichung löst.

Erklärung 01

Gesamtlängen zuerst bilden

Wir verwenden S\mathsf{S} als Startpunkt und die parallelen Querstrecken AB\mathsf{AB} und A′B′\mathsf{A\prime B\prime}. Kleine und große Dreiecke müssen in jedem Bruch in derselben Reihenfolge stehen. Ist nur AA′\mathsf{AA\prime} gegeben, addierst du es zu SA\mathsf{SA}. Die Skizze hilft bei dieser Zuordnung.

  1. Ordne zuerst die gegebenen Objekte und Größen zu.

  2. Begründe das Ergebnis mit der angegebenen Eigenschaft.

SA′=SA+AA′\mathsf{SA\prime=SA+AA\prime}

Entsprechende Strecken zuordnen

So geht es am Beispiel

SA=2 cm\mathsf{SA=2\,\mathsf{cm}}, SA′=5 cm\mathsf{SA\prime=5\,\mathsf{cm}} und SB=6 cm\mathsf{SB=6\,\mathsf{cm}}. Berechne SB′\mathsf{SB\prime} bei parallelen Querstrecken.

25=6SB′\mathsf{\frac25=\frac6{SB\prime}}
SB′=6⋅52 cm=15 cm\mathsf{SB\prime=6\cdot\frac52\,\mathsf{cm}=15\,\mathsf{cm}}

Ergebnis

SB′=15 cm\mathsf{SB\prime=15\,\mathsf{cm}}

Erklärung 02

Schatten, Karten und Brücken

Beim Schatten entstehen durch paralleles Sonnenlicht ähnliche rechtwinklige Dreiecke auf ebenem Boden. Auf Karten ist der Maßstab ein Verhältnis entsprechender Längen. Eine Brückenbreite lässt sich indirekt bestimmen, wenn eine messbare Querstrecke parallel zur gesuchten Strecke liegt und ihre Entfernungen zum selben Startpunkt bekannt sind.

  1. Ordne zuerst die gegebenen Objekte und Größen zu.

  2. Begründe das Ergebnis mit der angegebenen Eigenschaft.

Ho¨heSchattenla¨nge=konstant\mathsf{\frac{\textsf{Höhe}}{\textsf{Schattenlänge}}=\textsf{konstant}}

Gleiche Sonne: ähnliche Schattendreiecke

So geht es am Beispiel

Ein 1,2 m\mathsf{1{,}2\,\mathsf{m}} hoher Stab hat 0,8 m\mathsf{0{,}8\,\mathsf{m}} Schatten. Der Baumschatten misst gleichzeitig 6 m\mathsf{6\,\mathsf{m}}. Berechne die Baumhöhe.

h=6⋅1,20,8 m=9 m\mathsf{h=6\cdot\frac{1{,}2}{0{,}8}\,\mathsf{m}=9\,\mathsf{m}}

Ergebnis

h=9 m\mathsf{h=9\,\mathsf{m}}

Erklärung 03

Ergebnisse am Faktor prüfen

Liegt die größere Querstrecke dreimal so weit vom Startpunkt entfernt, ist sie ebenfalls dreimal so lang. Eine Plausibilitätskontrolle entdeckt vertauschte Brüche. Prüfe außerdem, ob wirklich Parallelität vorliegt und ob alle Längen dieselbe Einheit verwenden.

  1. Ordne zuerst die gegebenen Objekte und Größen zu.

  2. Begründe das Ergebnis mit der angegebenen Eigenschaft.

k=SA′SA=A′B′AB\mathsf{k=\frac{SA\prime}{SA}=\frac{A\prime B\prime}{AB}}

So geht es am Beispiel

Die gesuchte Brückenstrecke A′B′\mathsf{A\prime B\prime} ist parallel zu AB=4 m\mathsf{AB=4\,\mathsf{m}}. Es gilt SA=6 m\mathsf{SA=6\,\mathsf{m}} und SA′=18 m\mathsf{SA\prime=18\,\mathsf{m}}. Berechne die Brückenlänge.

k=18:6=3\mathsf{k=18:6=3}
A′B′=3⋅4 m=12 m\mathsf{A\prime B\prime=3\cdot4\,\mathsf{m}=12\,\mathsf{m}}

Ergebnis

12 m\mathsf{12\,\mathsf{m}}

Jetzt bist du dran

Aufgaben & Lösungen

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

  1. Aufgabe 1Strahlensatz Aufgaben · basisBei parallelen Querstrecken gilt SA=3 cm\mathsf{SA=3\,\mathsf{cm}}, SA′=12 cm\mathsf{SA\prime=12\,\mathsf{cm}}, SB=5 cm\mathsf{SB=5\,\mathsf{cm}}. Bestimme SB′\mathsf{SB\prime}.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      k=12:3=4\mathsf{k=12:3=4}
      SB′=4⋅5 cm=20 cm\mathsf{SB\prime=4\cdot5\,\mathsf{cm}=20\,\mathsf{cm}}

    Ergebnis

    1. Länge SB′20 cm\mathsf{20\,\mathsf{cm}}
  2. Aufgabe 2Strahlensatz Aufgaben · standardBei parallelen Querstrecken gilt SA=6 cm\mathsf{SA=6\,\mathsf{cm}}, AA′=3 cm\mathsf{AA\prime=3\,\mathsf{cm}}, SB=8 cm\mathsf{SB=8\,\mathsf{cm}}. Berechne BB′\mathsf{BB\prime}.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      SA′=9 cm,k=9:6=1,5\mathsf{SA\prime=9\,\mathsf{cm},\quad k=9:6=1{,}5}
      SB′=12 cm,BB′=12−8=4 cm\mathsf{SB\prime=12\,\mathsf{cm},\quad BB\prime=12-8=4\,\mathsf{cm}}

    Ergebnis

    1. Teilstrecke BB′4 cm\mathsf{4\,\mathsf{cm}}
  3. Aufgabe 3Strahlensatz Aufgaben · standardEin senkrechter 2 m\mathsf{2\,\mathsf{m}} hoher Stab hat einen 1,6 m\mathsf{1{,}6\,\mathsf{m}} langen Schatten. Ein Baum hat gleichzeitig 8 m\mathsf{8\,\mathsf{m}} Schatten. Beide stehen senkrecht auf ebenem Boden. Berechne die Baumhöhe.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      h=8⋅21,6 m=10 m\mathsf{h=8\cdot\frac2{1{,}6}\,\mathsf{m}=10\,\mathsf{m}}

    Ergebnis

    1. Baumhöhe10 m\mathsf{10\,\mathsf{m}}
  4. Aufgabe 4Strahlensatz Aufgaben · standardErgänze im Raster zur Figur S(0∣0)\mathsf{S(0|0)}, A(2∣0)\mathsf{A(2|0)}, B(2∣1)\mathsf{B(2|1)} die dreimal so große Figur mit demselben Startpunkt. Beschrifte A′,B′\mathsf{A\prime,B\prime} und zeichne die parallelen Querstrecken.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen

    Zeichnung

    Leere Zeichenvorlage mit vorgegebenen Achsen, Rasterlinien und Punkten; gesuchte Ergänzungen fehlen.

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

    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Erklärung
      A′(6∣0),B′(6∣3)\mathsf{A\prime(6|0),\qquad B\prime(6|3)}
    2. Schritt 2 · Erklärung

      Die Querstrecken liegen auf den senkrechten Geraden x=2 und x=6.

    Ergebnis

    1. ZeichnungBildpunkte A′(6∣0),B′(6∣3)\mathsf{A\prime(6|0),B\prime(6|3)}; Querstrecken und Strahlenabschnitte.
  5. Aufgabe 5Strahlensatz Aufgaben · standardAuf einer Karte im Maßstab 1:25 000\mathsf{1:25\,000} ist eine gerade Verbindung 3,2 cm\mathsf{3{,}2\,\mathsf{cm}} lang. Bestimme die reale Luftlinienentfernung in Metern.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      3,2⋅25 000 cm=80 000 cm\mathsf{3{,}2\cdot25\,000\,\mathsf{cm}=80\,000\,\mathsf{cm}}
      80 000 cm=800 m\mathsf{80\,000\,\mathsf{cm}=800\,\mathsf{m}}

    Ergebnis

    1. Entfernung800 m\mathsf{800\,\mathsf{m}}
  6. Aufgabe 6Strahlensatz Aufgaben · transferEine Brückenstrecke A′B′\mathsf{A\prime B\prime} ist parallel zur messbaren Strecke AB=5 m\mathsf{AB=5\,\mathsf{m}}. Auf einem Strahl gelten SA=4 m\mathsf{SA=4\,\mathsf{m}} und SA′=12 m\mathsf{SA\prime=12\,\mathsf{m}}. Bestimme die Brückenlänge.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      k=12:4=3\mathsf{k=12:4=3}
      A′B′=3⋅5 m=15 m\mathsf{A\prime B\prime=3\cdot5\,\mathsf{m}=15\,\mathsf{m}}

    Ergebnis

    1. Brückenlänge15 m\mathsf{15\,\mathsf{m}}
  7. Aufgabe 7Strahlensatz Aufgaben · transferBei parallelen Querstrecken gilt SA=3 cm\mathsf{SA=3\,\mathsf{cm}}, AA′=5 cm\mathsf{AA\prime=5\,\mathsf{cm}} und SB=4 cm\mathsf{SB=4\,\mathsf{cm}}. Jemand setzt 3/5=4/SB′\mathsf{3/5=4/SB\prime}. Erkläre den Fehler und berechne SB′\mathsf{SB\prime} richtig.Aufgabe öffnenAufgabe einklappen
    Lösung & Rechenweg

    Rechenweg

    1. Schritt 1 · Rechnung / Rechenweg
      SA′=3+5=8 cm\mathsf{SA\prime=3+5=8\,\mathsf{cm}}
    2. Schritt 2 · Rechnung / Rechenweg

      Im Nenner muss die gesamte Entfernung vom Startpunkt stehen.

      SB′=4⋅83 cm=323 cm\mathsf{SB\prime=4\cdot\frac83\,\mathsf{cm}=\frac{32}3\,\mathsf{cm}}

    Ergebnisse & Teilantworten

    1. FehlerTeilstrecke AA′ wurde mit Gesamtlänge SA′ verwechselt.
    2. Richtige LängeSB′=323 cm≈10,67 cm\mathsf{SB\prime=\frac{32}3\,\mathsf{cm}\approx10{,}67\,\mathsf{cm}}

Selbstcheck

Das kann ich jetzt

  • Ich kann die zentralen Begriffe an einer eigenen Skizze erklären.
  • Ich ordne entsprechende Größen und Einheiten richtig zu.
  • Ich begründe meine Lösung mit einer geometrischen Eigenschaft.

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