5cm. Lösung richtig?

Hallo.

http://www.heise.de/tp/deutsch/kunst/rate/2002/8/b.html

Meine Lösung (mit CAD-Programm): 5cm.
RICHTIG?
MATHEMATISCHE Berechnung und Lösungsweg?!

Gruss,
SAB

Ansatz
Hallo!

Hab grad keine Zeit das selber auszurechnen, aber vielleicht kannste ja mit dem Ansatz mal anfangen :smile:

Würde ein Koordinatensystem in den Mittelpunkt des rechten Kreises legen. Dann die Tangentegleichung (also die Gerade durch das gesuchte Steckenstück) aufstellen: Tangente liegt am rechten Kreis an (Gleichung: y=-Wurzel(4-x^2)) und geht durch den Punkt (-4/2).
Wenn man die Tangentengleichung hat, kriegt man den Schnittpunkt mit der Gerade y=-2 raus. Die Entfernung zwischen diesem Schnittpunkt und dem Punkt (-4/2) ist dann die gesuchte Größe.
Weiß nicht genau, ob’s so zum Ziel führt, wär aber einen Versuch wert…

Schönen Gruß
Andre

Lösung
Hallo!

Habs jetzt doch mal gerechnet und´s funktioniert. Für die Tangentengleichung erhält man: y=-Wurzel(2)*x-4*Wurzel(2)+2.
Für den Abstand zwischen den beiden Punkten ergibt sich Wurzel(24), oder auf 2 Dezimalen gerundet: ungefährt 4,90.

Schönen Gruß
Andre

Hallo SAB,

die Lösung ist exakt 5,00 cm.

Weg:
mit S als oberen Startpunkt, M1 und M2 als Mittelpunkte der Kreise, A als Tangentenpunkt des rechten Kreises und E als Endpunkt:
erste Länge SA vom oberen Startpunkt bis zum Tangentenpunkt des rechten Kreises über 2x Pythagoras (Dreieck S M1 M2 => Länge S M2 => Dreieck S A M2 => Länge S A)

Dann über die Winkelfunktionen aus Dreieck S M1 M2 den Winkel M1 S M2 und über Dreieck S A M2 den Winkel A S M2

Die Differenz dieser beiden Winkel ergibt den Winkel M1 S A. Mit diesem Winkel und dem Durchmesser des Kreises 1 kann die Länge S E errechnet werden (exakt 5,00)

Verständlich?:smile:

Grüße
Jürgen

Hey!!!
…mit deiner Methode wär meins ja falsch!! Mist.
Aber warum? Leider ist deine Methode einfacher, leicht nachvollzieh- und leicht kontrollierbar (außer es stecken Rechenfehler drin :smile: ) und es kommt noch das schönere Ergebnis raus…
Hm, werd mir doch noch mal die Mühe machen müssen, meinen Weg zu kontrollieren.
Warum einfach, wenn´s auch kompliziert geht? :smile:
Gruß
Andre

Ich glaube, es geht noch eleganter. :wink: Völlig ohne Rechnung, sogar ohne Pythagoras… :wink:

Der Knackpunkt ist, daß die Dreiecke S-M1-M2 und S-M2-A kongruent sind (aus einer guten Zeichnung sofort klar). Daher muß die Strecke S-A gleich der Strecke M1-M2 sein, und M1-M2 ist bekanntlich 2*r = 4 cm.

Die Dreiecke S-M2-A und M2-A-E sind ähnlich, mit einem Streckungsfaktor von 1:2 (die lange Kathete SA ist 4cm, die lange Kathete M2-A ist 2cm). Damit wird A-E 1 cm lang (weil A-M2 = 2cm) und S-E muß damit 5 cm sein.

Markus