Der Basiswinkelsatz: Unterschied zwischen den Versionen

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Ein Dreieck mit zwei zueinanderkongruenten Seiten heißt gleichschenkliges Dreieck. Die beiden zueinander kongruenten Seiten heißen Schenkel des gleichseitigen Dreiecks. Die dritte Seite des gleichschenkligen Dreiecks heißt Basis. Die Innenwinkel eines gleichschenkligen Dreiecks, dessen Scheitelpunkte die Eckpunkte der Basis sind heißen Basiswinkel des gleichschenkligen Dreiecks.
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--[[Benutzer:Rakorium|Rakorium]] 07:14, 8. Jul. 2010 (UTC)
  
 
=== Der Basiswinkelsatz ===
 
=== Der Basiswinkelsatz ===
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Nachweis von <math>\overline{AMC} \cong \overline{BMC}</math>:
 
Nachweis von <math>\overline{AMC} \cong \overline{BMC}</math>:
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{| class="wikitable center"
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|- style="background: #DDFFDD;"
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! Nr.
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! Skizze
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! Beweisschritt
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! Begründung
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|-
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| (1)
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| [[Bild:Basiswinkelsatz03.png| 200 px]]
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| <math>\ a \cong \ b</math>
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| Voraussetzung
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| (2)
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| [[Bild:Basiswinkelsatz04.png| 200 px]]
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| <math>\overline{AM} \cong \overline{MB}</math>
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| <math>\ M</math> ist Mittelpunkt von <math>\ c</math>
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|-
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| (3)
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| [[Bild:Basiswinkelsatz05.png| 200 px]]
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| <math>\overline{MC} \cong \overline{MC}</math>
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| trivial (oder Reflexivität der Kongruenzrelation)
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|-
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| (4)
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| [[Bild:Basiswinkelsatz06.png| 200 px]]
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| <math>\overline{AMC} \cong \overline{BMC}</math>
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| (1), (2), (3), SSS
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|}
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Wegen (4) gilt nun auch <math>\alpha \cong \beta</math>.
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w.z.b.w.
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Ein schöner einfacher Beweis, leider hat er hier keine Gültigkeit. Warum?
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Dieser Beweis ist so nicht machbar, da der Basiswinkelsatz hier mit dem Kongruenzsatz SSS bewiesen worden ist. Allerdings braucht man für den Beweis des SSS den Basiswinkelsatz. Somit kann man den Kongruenzsatz SSS bei dem Beweis des Basiswinkelsatzes nicht verwenden.
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--[[Benutzer:Mirasol|Mirasol]] 08:00, 6. Jul. 2010 (UTC)
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===== Ein im Rahmen unserer Theorie korrekter Beweis des Basiswinkelsatzes =====
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Probieren Sie ruhig weitere Varianten: Mittelsenkrechte ... .
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Letztlich hilft nur die Winkelhalbierende. Damit wir uns auf die wesentliche Beweisidee des Basiwinkelsatzes konzentrieren können, schicken wir ein Lemma voraus.
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======Lemma 1======
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::Die Winkelhalbierende <math>\ SW^+</math> eines Winkels <math>\ \angle ASB</math> schneidet die Strecke <math>\overline{AB}</math> in genau einem Punkt <math>\ P</math>.
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[[Bild:Lemma01.png| 300 px]]
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====== Beweis von Lemma 1======
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später (Wir haben wichtigeres zu tun.)
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googeln Sie: "Geschichten aus dem Inneren Gieding" und Sie werden fündig.
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====== Beweis des Basiswinkelsatzes ======
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<ggb_applet width="1272" height="830"  version="3.2" 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Wir beweisen die Korrektheit der Konstruktion indem wir folgendes zeigen:
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Übungsaufgabe 11.7 (Das Video hilft)
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Nach dem Beweis von Satz VII.6 a wissen wir, dass die beiden Punkte <math>\ S_1</math> und <math>\ S_2</math> Punkte der Mittelsenkrechten von <math>\overline{AB}</math> sind.
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Die Wahl des Radius <math>\ r</math> der beiden Kreise in unserer Konstruktion war beliebig für <math>\ | r | > \frac{1}{2} | \overline{AB} |</math>. Wir stellen uns jetzt die frage, ob wir jeden beliebigen Punkt unserer Mittelsenkrechten als Schnittpunkt zweier entsprechender Kreise konstruieren könnten.
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Die Frage anders formuliert:
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Hat jeder Punkt der Mittelsenkrechten von <math>\overline{AB}</math> zu den Punkten <math>\ A</math> und <math>\ B</math> jeweils ein und denselben Abstand?
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Noch anders formuliert:
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Hat jeder Punkt der Mittelsenkrechten einer Strecke <math>\overline{AB}</math> notwendigerweise  zu <math>\ A</math> und zu <math>\ B</math> ein und denselben Abstand?
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Der folgende Satz VII.6 b beantwortet diese beiden Fragen postiv:
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===== Satz VII.6 b (notwendige Bedingung dafür, dass ein Punkt zur Mittelsenkrechten von <math>\overline{AB}</math> gehört)=====
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::Wenn ein Punkt <math>\ P</math> zur Mittelsenkrechten der Strecke <math>\overline{AB}</math> gehört, dann hat er zu den Punkten <math>\ A</math> und <math>\ B</math> ein und denselben Abstand.
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[[Lösung von Aufgabe 11.8 ]]

Aktuelle Version vom 8. Juli 2010, 20:06 Uhr

Inhaltsverzeichnis

Der Basiswinkelsatz

Gleichschenklige Dreiecke

Definition VII.4 : (gleichschenkliges Dreieck)

Das können sie selbst. Bringen Sie in der Definition die Begriffe Basis, Basiswinkel und Schenkel eines gleichschenkligen Dreiecks unter.

Übung 11 Aufgabe 1

Ein Dreieck mit zwei zueinanderkongruenten Seiten heißt gleichschenkliges Dreieck. Die beiden zueinander kongruenten Seiten heißen Schenkel des gleichseitigen Dreiecks. Die dritte Seite des gleichschenkligen Dreiecks heißt Basis. Die Innenwinkel eines gleichschenkligen Dreiecks, dessen Scheitelpunkte die Eckpunkte der Basis sind heißen Basiswinkel des gleichschenkligen Dreiecks. --Rakorium 07:14, 8. Jul. 2010 (UTC)

Der Basiswinkelsatz

Satz VII.5: Basiswinkelsatz
In jedem gleichschenkligen Dreieck sind die Basiswinkel kongruent zueinander.
Für die Schule ok. hier jedoch nicht zugelassen

Es sei \overline{ABC} ein Dreieck mit den schulüblichen Bezeichnungen. o.B.d.A. seien die Seiten \ a und \ b kongruent zueinander:

Basiswinkelsatz00.png

Nach der Existenz und Eindeutigkeit des Mittelpunktes einer Strecke existiert der Mittelpunkt \ M der Dreiecksseite \ c.

Basiswinkelsatz01.png

Wir werden jetzt zeigen, dass die beiden Teildreiecke \overline{AMC} und \overline{BMC} kongruent zueinander sind:


Basiswinkelsatz02.png

Nachweis von \overline{AMC} \cong \overline{BMC}:


Nr. Skizze Beweisschritt Begründung
(1) Basiswinkelsatz03.png \ a \cong \ b Voraussetzung
(2) Basiswinkelsatz04.png \overline{AM} \cong \overline{MB} \ M ist Mittelpunkt von \ c
(3) Basiswinkelsatz05.png \overline{MC} \cong \overline{MC} trivial (oder Reflexivität der Kongruenzrelation)
(4) Basiswinkelsatz06.png \overline{AMC} \cong \overline{BMC} (1), (2), (3), SSS

Wegen (4) gilt nun auch \alpha \cong \beta.

w.z.b.w.

Ein schöner einfacher Beweis, leider hat er hier keine Gültigkeit. Warum?

Dieser Beweis ist so nicht machbar, da der Basiswinkelsatz hier mit dem Kongruenzsatz SSS bewiesen worden ist. Allerdings braucht man für den Beweis des SSS den Basiswinkelsatz. Somit kann man den Kongruenzsatz SSS bei dem Beweis des Basiswinkelsatzes nicht verwenden. --Mirasol 08:00, 6. Jul. 2010 (UTC)

Ein im Rahmen unserer Theorie korrekter Beweis des Basiswinkelsatzes

Probieren Sie ruhig weitere Varianten: Mittelsenkrechte ... . Letztlich hilft nur die Winkelhalbierende. Damit wir uns auf die wesentliche Beweisidee des Basiwinkelsatzes konzentrieren können, schicken wir ein Lemma voraus.

Lemma 1
Die Winkelhalbierende \ SW^+ eines Winkels \ \angle ASB schneidet die Strecke \overline{AB} in genau einem Punkt \ P.


Lemma01.png

Beweis von Lemma 1

später (Wir haben wichtigeres zu tun.) googeln Sie: "Geschichten aus dem Inneren Gieding" und Sie werden fündig.

Beweis des Basiswinkelsatzes

Das Mittelsenkrechtenkriterium

Satz VII.6: (Mittelsenkrechtenkriterium)
Eine Menge \ M von Punkten ist genau dann die Mittelsenkrechte einer Strecke \ \overline{AB}, wenn für jeden Punkt \ P \in\ M gilt: \overline{AP} \cong \overline{BP}.

Bezug zur Schule: Konstruktion der Mittelsenkrechten einer Strecke \overline{AB} mittels Zirkel und Lineal:

Konstruktionsvorschrift:

gegeben: Strecke \overline{AB}

gesucht: \ m , die Mittelsenkrechte von \overline{AB}


Schrittnr. Konstruktionsschritt
1. Zeichne einen Kreis um \ A, dessen Radius \ r länger als die Hälfte der Länge der Strecke \overline{AB} ist.
2. Behalte \ r bei und zeichne einen Kreis um \ B.
3. Der Kreis um \ A schneidet den Kreis um \ B in den beiden Schnittpunkten \ S_1 und \ S_2.
4. Zeichne die Gerade \ S_1S_2. Sie ist die gesuchte Mittelsenkrechte von \overline{AB}.

Frage: Ist dieser Algorithmus korrekt? Anders gefragt: Ist \ S_1S_2 wirklich die Mittelsenkrechte von \overline{AB}?

Wir beweisen die Korrektheit der Konstruktion indem wir folgendes zeigen:

Satz VII.6 a: (hinreichende Bedingung dafür, dass ein Punkt zur Mittelsenkrechten von \overline{AB}gehört.)
Wenn ein Punkt \ P zu den Endpunkten der Strecke \overline{AB} jeweils ein und denselben Abstand hat, so ist er ein Punkt der Mittelsenkrechten von \overline{AB}.
Beweis von Satz VII.6 a

Übungsaufgabe 11.7 (Das Video hilft)


Nach dem Beweis von Satz VII.6 a wissen wir, dass die beiden Punkte \ S_1 und \ S_2 Punkte der Mittelsenkrechten von \overline{AB} sind.

Die Wahl des Radius \ r der beiden Kreise in unserer Konstruktion war beliebig für \ | r | > \frac{1}{2} | \overline{AB} |. Wir stellen uns jetzt die frage, ob wir jeden beliebigen Punkt unserer Mittelsenkrechten als Schnittpunkt zweier entsprechender Kreise konstruieren könnten.

Die Frage anders formuliert:

Hat jeder Punkt der Mittelsenkrechten von \overline{AB} zu den Punkten \ A und \ B jeweils ein und denselben Abstand?

Noch anders formuliert:

Hat jeder Punkt der Mittelsenkrechten einer Strecke \overline{AB} notwendigerweise zu \ A und zu \ B ein und denselben Abstand?

Der folgende Satz VII.6 b beantwortet diese beiden Fragen postiv:

Satz VII.6 b (notwendige Bedingung dafür, dass ein Punkt zur Mittelsenkrechten von \overline{AB} gehört)
Wenn ein Punkt \ P zur Mittelsenkrechten der Strecke \overline{AB} gehört, dann hat er zu den Punkten \ A und \ B ein und denselben Abstand.


Lösung von Aufgabe 11.8

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