Aufgabe 16G5
Im
Dreieck ΔABC sei
M der Mittelpunkt der
Winkelhalbierenden.
ED sei die Parallele zu
AB durch
M. Man drücke die Länge von
ED durch die Längen der Dreiecksseiten
a,
b und
c aus.
Lösung
Wir bezeichnen
x=EM und
y=MD. Die gesuchte Größe ist dann
x+y.
Zuerst zeigen wir, dass auch
AE=EM.
Der
Winkel δ=∠AEM ist Gegenwinkel zu
α, also gilt
δ=180°−α. Im
Dreieck ΔAME gilt auf Grund des
Innenwinkelsatzes:
2α+180°−α+ϵ=180°. Damit erhalten wir
ϵ=2α. Da gleichgroßen
Winkeln gleichlange Seiten gegenüberliegen, ist
x=EM=AE.
Analog kann man schließen
y=DM=DB.
Da
ED∣∣AB können wir jetzt den
Strahlensatz anwenden und erhalten die beiden Beziehungen
x+yb−x=cb und
x+ya−y=ca.
Und nach Beseitigung der
Brüche:
(b−x)c=b(x+y)=bx+by und
(a−y)c=a(x+y).
Wir stellen die erste Gleichung nach
y um und erhalten:
y=b(b−x)c−bx=c−x−bcx.
Dies setzen wir in die zweite Gleichung ein:
(a−c+x+bcx)c=a(x+c−x−bcx)=a(c−bcx), also
ac−c2+cx+bc2x=ac−bacx und schließlich:
cx+bc2x+bacx=c2.
Multiplizieren wir die Gleichung mit
b:
bcx+c2x+acx=c2b. Jetzt können wir auf der linken Seite
cx ausklammern:
cx(a+b+c)=c2b und damit:
x=a+b+cbc
Gehen wir jetzt von
x+yb−x=cb aus, und setzen in
x+y=bc(b−x)=c−bcx das erhaltene Ergebnis für x ein:
x+y=c−bc⋅a+b+cbc = a+b+cca+cb+c2−c2 und schließlich die Lösung:
x+y=a+b+cc(a+b)
Es ist unglaublich, wie unwissend die studirende Jugend auf Universitäten kommt, wenn ich nur 10 Minuten rechne oder geometrisire, so schläft 1/4 derselben sanft ein.
Georg Christoph Lichtenberg
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