Direkt zum Inhalt

Hemmes mathematische Rätsel: Um was für ein Dreieck handelt es sich?

Die kurze zur mittleren verhält sich wie die mittlere zur langen Seite. Das Verhältnis ist zudem gleich dem Kosinus des Winkels zwischen der mittleren und langen Seite.
Dreieck mit Winkeln

2020 veröffentlichte Harald Burda aus Alsdorf bei Aachen in den »Aachener Nachrichten« und in der »Aachener Zeitung« ein geometrisches Problem:

In einem Dreieck verhält sich die kurze zur mittleren Seite wie die mittlere zur langen Seite. Außerdem ist dieses Seitenverhältnis gleich dem Kosinus des Winkels, der von der mittleren und der langen Seite eingeschlossen wird. Ist dieses Dreieck gleichseitig, gleichschenklig, rechtwinklig, rechtwinklig gleichschenklig oder keines davon? In welchem Verhältnis steht die lange zur kurzen Seite?

Mit den Bezeichnungen aus der Skizze lassen sich die Bedingungen der Aufgabe als a < b < c und a/b = b/c = cos α schreiben. Aus der ersten Bedingung folgt, dass das Dreieck weder gleichseitig noch gleichschenklig sein kann. Da b/c zwischen 0 und 1 liegt, muss α zwischen 0° und 90° liegen. Für diesen Winkelbereich gilt cos α = x/c. Für spitz- und stumpfwinklige Dreieck ist x < b bzw. x > b, für rechtwinklige hingegen ist x = b. Und da cos α = b/c sein soll, ist das Dreieck rechtwinklig.

Dreiecksverhältnisse
Dreiecksverhältnisse
Dreiecksverhältnisse

Die Gleichung a/b = b/c kann man zu b2 = ac auflösen. Setzt man dies in a2 + b2 = c2 ein, erhält man a2 + ac = c2, was man zu (c/a)2 − c/a − 1 = 0 umformen kann. Die quadratische Gleichung hat die positive Lösung c/a = (√5 + 1)/2 ≈ 1,618. Dieses Streckenverhältnis bezeichnet man als Goldenen Schnitt. Es wird seit der Antike in der Kunst und in der Architektur verwendet und als besonders ästhetisch empfunden.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.