Dreiecke: Arten und Eigenschaften
Du hast drei Stäbe, zum Beispiel Strohhalme, mit den Längen 3 cm, 4 cm und 5 cm. Du legst sie zu einem Dreieck zusammen. Das klappt. Jetzt nimmst du Stäbe mit 2 cm, 3 cm und 7 cm. Die beiden kurzen Stäbe sind zusammen zu kurz, um die Lücke zu schließen. Es entsteht kein Dreieck.
Dreiecke sind überall: im Dachgiebel, im Verkehrsschild „Vorfahrt gewähren“ und im Fahrradrahmen. Manche sehen gleichmäßig aus, andere schief. In dieser Lektion lernst du, wie man Dreiecke ordnet, welche Regeln für ihre Seiten und Winkel gelten und wann drei Längen überhaupt ein Dreieck ergeben.
Ecken, Seiten und Winkel im Dreieck
Ein Dreieck hat drei Ecken, drei Seiten und drei Winkel. Die Ecken heißen , und . Du beschriftest sie entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Seiten haben kleine Buchstaben. Dabei liegt jede Seite der gleichnamigen Ecke gegenüber: Die Seite liegt gegenüber von , die Seite gegenüber von und die Seite gegenüber von . Die Winkel , und liegen bei , und . Die drei Winkel ergeben zusammen .
Dreiecksarten nach den Seiten
Du kannst Dreiecke danach ordnen, wie lang ihre Seiten sind:
| Name | Seiten | Besonderheit |
|---|---|---|
| gleichseitig | alle drei Seiten gleich lang | alle drei Winkel sind |
| gleichschenklig | mindestens zwei Seiten gleich lang | die zwei Winkel gegenüber den gleich langen Seiten sind gleich groß |
| ungleichseitig | alle drei Seiten verschieden lang | alle drei Winkel sind verschieden |
Bei einem gleichschenkligen Dreieck heißen die gleich langen Seiten Schenkel, die dritte Seite heißt Basis. Die Ecke, in der sich die Schenkel treffen, ist die Spitze. Die beiden Winkel an der Basis heißen Basiswinkel und sind gleich groß. Ein gleichseitiges Dreieck ist auch gleichschenklig, denn mindestens zwei Seiten sind gleich lang.
Dreiecksarten nach den Winkeln
Du kannst Dreiecke auch nach ihren Winkeln ordnen:
- spitzwinkelig: alle drei Winkel sind kleiner als .
- rechtwinklig: ein Winkel ist genau .
- stumpfwinkelig: ein Winkel ist größer als .
Ein Dreieck hat höchstens einen rechten oder stumpfen Winkel. Zwei Winkel von mindestens ergäben schon . Für den dritten Winkel bliebe nichts mehr übrig.
Beide Einteilungen kannst du mischen. Ein Dreieck mit den Winkeln , und ist rechtwinklig und gleichschenklig. Ein gleichseitiges Dreieck ist immer spitzwinkelig, denn alle Winkel sind .
Dreiecke benennen
Dreiecke benennen
Wie heißen diese Dreiecke?
- a) Seiten 6 cm, 6 cm, 6 cm
- b) Seiten 5 cm, 5 cm, 8 cm
- c) Seiten 3 cm, 4 cm, 5 cm
- d) Winkel , ,
a) Alle Seiten sind gleich lang: gleichseitig (und damit auch gleichschenklig). Alle Winkel sind .
b) Zwei Seiten sind gleich lang, die dritte nicht: gleichschenklig. Die Basis ist 8 cm lang.
c) Alle Seiten sind verschieden lang: ungleichseitig. Das Dreieck hat einen rechten Winkel zwischen den Seiten 3 cm und 4 cm. Du kannst das mit dem Geodreieck prüfen.
d) Ein Winkel ist : rechtwinklig. Zwei Winkel sind gleich groß, also sind auch die gegenüberliegenden Seiten gleich lang: gleichschenklig.
Winkel berechnen
Winkel berechnen
Ein gleichschenkliges Dreieck hat an der Spitze den Winkel . Wie groß sind die Basiswinkel?
Alle drei Winkel ergeben zusammen . Ziehst du den Winkel an der Spitze ab, bleiben für die beiden Basiswinkel. Sie sind gleich groß, also teilst du durch 2. Jeder Basiswinkel misst . Probe: .
Seiten-Winkel-Beziehung
Denke an eine Schere. Öffnest du sie weiter, werden der Winkel und der Abstand der Klingenspitzen größer. Im Dreieck gilt das auch: Der längeren Seite liegt der größere Winkel gegenüber.
Das bedeutet: Der längsten Seite liegt der größte Winkel gegenüber. Der kürzesten Seite liegt der kleinste Winkel gegenüber. Gleich lange Seiten haben gleich große Winkel gegenüber. Wichtig ist das Wort „gegenüber“. Der Winkel liegt nicht neben der Seite.
Größten und kleinsten Winkel finden
Größten und kleinsten Winkel finden
Ein Dreieck hat die Seiten , und . Welcher Winkel ist der größte und welcher der kleinste?
Die längste Seite ist . Gegenüber von liegt der Winkel . Er ist der größte. Die kürzeste Seite ist . Gegenüber von liegt der Winkel . Er ist der kleinste. Der Winkel liegt dazwischen.
Dreiecksungleichung
Zurück zu den Stäben. Du gehst zur Schule. Der direkte Weg ist kürzer als ein Umweg über den Bäcker. Im Dreieck ist es genauso: Der direkte Weg von nach ist die Seite . Der Umweg über ist . Deshalb gilt: Jede Seite ist kürzer als die beiden anderen Seiten zusammen.
Du musst nicht alle drei Ungleichungen prüfen. Es reicht zu schauen, ob die beiden kürzeren Seiten zusammen länger sind als die längste Seite. Sind sie genau gleich lang, liegen die Stäbe flach aufeinander. Dann gibt es kein Dreieck.
Gibt es das Dreieck?
Gibt es das Dreieck?
Prüfe, ob es ein Dreieck mit diesen Seitenlängen gibt: a) 3 cm, 4 cm, 5 cm. b) 2 cm, 3 cm, 7 cm. c) 4 cm, 4 cm, 8 cm. d) 6 cm, 7 cm, 12 cm.
| Seiten | Zwei kürzere zusammen | Längste Seite | Dreieck? |
|---|---|---|---|
| 3, 4, 5 | 5 | ja, denn | |
| 2, 3, 7 | 7 | nein, denn | |
| 4, 4, 8 | 8 | nein, denn | |
| 6, 7, 12 | 12 | ja, denn |
Gleichseitig und gleichschenklig
Gleichseitig und gleichschenklig
Jemand sagt: „Gleichschenklig heißt, genau zwei Seiten sind gleich lang. Ein gleichseitiges Dreieck ist also nicht gleichschenklig.“
Hier gilt: gleichschenklig heißt mindestens zwei Seiten gleich lang. Ein gleichseitiges Dreieck ist deshalb ein Sonderfall des gleichschenkligen Dreiecks. Es hat auch alle Eigenschaften davon, zum Beispiel gleich große Basiswinkel.
Die längste Seite liegt neben dem größten Winkel
Die längste Seite liegt neben dem größten Winkel
Jemand sagt: „Der größte Winkel ist der, an dem die längste Seite anliegt.“
An jeder Seite liegen zwei Ecken, und die Seite liegt immer einer dritten Ecke gegenüber. Der größte Winkel liegt der längsten Seite gegenüber. Bei als längster Seite ist das der Winkel .
Nur eine Summe prüfen
Nur eine Summe prüfen
Jemand prüft Stäbe von 2 cm, 3 cm und 7 cm so: „Es ist , und das ist größer als 3. Also gibt es ein Dreieck.“
Du musst die beiden kürzeren Seiten gegen die längste prüfen. Es ist , und das ist kleiner als 7. Die Stäbe reichen nicht, es gibt kein Dreieck. Die Summe mit der längsten Seite ist immer größer als die dritte Seite. Sie sagt also nichts aus.
Zusammenfassung
Im Dreieck liegt jede Seite der gleichnamigen Ecke gegenüber. Die drei Winkel ergeben zusammen .
Nach den Seiten: gleichseitig (alle gleich, alle Winkel ), gleichschenklig (mindestens zwei gleich, Basiswinkel gleich) und ungleichseitig.
Nach den Winkeln: spitzwinkelig (alle unter ), rechtwinklig (ein Winkel ) und stumpfwinkelig (ein Winkel über ). Es gibt höchstens einen rechten oder stumpfen Winkel.
Der längeren Seite liegt der größere Winkel gegenüber. Gleich lange Seiten haben gleich große Winkel gegenüber.
Dreiecksungleichung: Die beiden kürzeren Seiten müssen zusammen länger sein als die längste Seite. Sonst gibt es kein Dreieck.
Übungen
Welche Aussage über Dreiecke stimmt?
Ein gleichschenkliges Dreieck hat an der Spitze einen Winkel von . Wie groß ist jeder Basiswinkel in Grad?
Aus welchen drei Stäben kannst du ein Dreieck legen?
Zwei Seiten eines Dreiecks sind 5 cm und 8 cm lang. Die dritte Seite soll eine ganze Zahl in Zentimetern sein. Wie lang darf sie höchstens sein?
Ein Dreieck hat die Seiten , und . Welcher Winkel ist der kleinste?
Warum kann ein Dreieck nicht zwei stumpfe Winkel haben?