Kosinussatz - Dreiecke berechnen


Kosinussatz - Dreiecke berechnen
Kosinussatz - Dreiecke berechnen
Einleitung
Mit dem Kosinussatz kannst Du unbekannte Seiten und Winkel in einem Dreieck berechnen. Er gilt für jedes Dreieck. Du brauchst ihn besonders bei den Fällen SWS und SSS.

Bezeichnungen im Dreieck
Die Seite liegt dem Winkel gegenüber. Entsprechend liegt gegenüber von und gegenüber von .

Die drei Formeln
Merke: In jeder Formel gehören der Winkel und die allein stehende Seite zusammen.
Wann brauchst Du den Kosinussatz?
- SWS: Zwei Seiten und der eingeschlossene Winkel sind bekannt. Du berechnest die dritte Seite.
- SSS: Alle drei Seiten sind bekannt. Du berechnest einen Winkel.
Beispiel: Eine Seite berechnen
Gegeben sind , und .

Beispiel: Einen Winkel berechnen
Gegeben sind , und .
Stelle Deinen Taschenrechner auf Grad oder DEG.
Verbindung zum Satz des Pythagoras
Ist , dann gilt . Aus dem Kosinussatz wird:
Der Satz des Pythagoras ist also ein Sonderfall des Kosinussatzes.

Video
Das Video erklärt, wann Du den Kosinussatz brauchst und wie Du Seiten und Winkel berechnest.
Aufgaben zum Video
- Videoanalyse: Notiere die drei Formen des Kosinussatzes aus dem Video.
- SWS-Fall: Erkläre in einem Satz, woran Du den SWS-Fall erkennst.
- SSS-Fall: Beschreibe, wie aus einem Kosinuswert ein Winkel wird.
- Rechenweg: Pausiere bei einem Beispiel und rechne jeden Schritt selbst nach.
- Fehlerkontrolle: Prüfe, ob der berechnete Winkel kleiner als und die Seitenlänge positiv ist.
- Zusammenfassung: Erkläre den Kosinussatz nach dem Video in höchstens drei Sätzen.
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Welche Formel berechnet die Seite c? (c² = a² + b² − 2ab cos γ) (!c² = a² + b² + 2ab cos γ) (!c² = a² − b² − 2ab cos γ) (!c² = a + b − 2ab cos γ)
Für welche Dreiecke gilt der Kosinussatz? (Für alle Dreiecke) (!Nur für rechtwinklige Dreiecke) (!Nur für gleichseitige Dreiecke) (!Nur für spitzwinklige Dreiecke)
Was kannst Du im SWS-Fall direkt berechnen? (Die dritte Seite) (!Nur den Flächeninhalt) (!Nur die Höhe) (!Nur den Umfang)
Was kannst Du im SSS-Fall direkt berechnen? (Einen Winkel) (!Eine unbekannte Seite) (!Nur die Höhe) (!Nur den Schwerpunkt)
Welche Taschenrechnerfunktion liefert aus einem Kosinuswert den Winkel? (Arkuskosinus) (!Quadratwurzel) (!Logarithmus) (!Tangens)
Welche Einstellung braucht der Taschenrechner bei Winkelangaben in Grad? (Gradmodus) (!Bogenmaßmodus) (!Statistikmodus) (!Bruchmodus)
Welche Seite gehört zum Winkel gamma? (Die Seite c) (!Die Seite a) (!Die Seite b) (!Die längste Seite in jedem Dreieck)
Was entsteht bei gamma gleich 90 Grad aus dem Kosinussatz? (Der Satz des Pythagoras) (!Der Sinussatz) (!Die Winkelsumme) (!Die binomische Formel)
Wie lang ist c bei a gleich 3, b gleich 4 und gamma gleich 90 Grad? (5) (!6) (!7) (!12)
Was geschieht beim Berechnen einer Seite zuletzt? (Die Quadratwurzel wird gezogen) (!Der Winkel wird verdoppelt) (!Die Seiten werden addiert) (!Der Kosinus wird weggelassen)
Memory
| Kosinussatz | Beziehung zwischen Seiten und Winkeln |
| SWS-Fall | dritte Seite bestimmen |
| SSS-Fall | unbekannten Winkel bestimmen |
| Arkuskosinus | Kosinuswert zurück in einen Winkel |
| Gradmodus | Einstellung für Winkel in Grad |
| Pythagoras | Sonderfall bei einem rechten Winkel |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Bedeutung |
|---|---|
| SWS-Fall | dritte Seite suchen |
| SSS-Fall | Winkel suchen |
| Eingeschlossener Winkel | liegt zwischen den gegebenen Seiten |
| Arkuskosinus | Kosinuswert in einen Winkel umwandeln |
| Gradmodus | Winkel in Grad berechnen |
Kreuzworträtsel
| Kosinus | Welche Winkelfunktion steht im Kosinussatz? |
| Dreieck | Für welche geometrische Figur wird der Satz verwendet? |
| Arkuskosinus | Welche Umkehrfunktion berechnet einen Winkel? |
| Seitenlaenge | Welche Größe kann im SWS-Fall berechnet werden? |
| Winkelsumme | Welche Größe beträgt im ebenen Dreieck insgesamt 180 Grad? |
| Pythagoras | Welcher Satz ist ein Sonderfall des Kosinussatzes? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Formelkarte: Gestalte eine Karte mit den drei Formen des Kosinussatzes.
- Dreieck beschriften: Zeichne ein Dreieck und beschrifte Seiten und Winkel richtig.
- Video-Notizen: Schreibe fünf wichtige Begriffe aus dem Video auf.
- Pythagoras-Vergleich: Markiere, welcher Teil des Kosinussatzes bei einem rechten Winkel verschwindet.
Standard
- Rechenbeispiel: Berechne eine fehlende Seite bei zwei selbst gewählten Seiten und einem eingeschlossenen Winkel.
- Winkelberechnung: Wähle drei passende Seitenlängen und berechne einen Winkel.
- Fehleranalyse: Erfinde einen typischen Fehler beim Einsetzen und verbessere ihn.
- Erklärplakat: Gestalte ein Plakat zum Unterschied zwischen SWS und SSS.
Schwer
- Sachaufgabe: Erfinde eine Aufgabe aus Vermessung, Navigation oder Technik und löse sie.
- Begründung: Erkläre rechnerisch, warum der Satz des Pythagoras ein Sonderfall ist.
- Dreiecksprüfung: Untersuche, wie sich die Seite c verändert, wenn der Winkel gamma größer wird.
- Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video mit einer vollständigen Winkelberechnung.


Lernkontrolle
- Methodenwahl: Entscheide bei drei verschiedenen Dreiecken, ob Du den Kosinussatz, den Sinussatz oder den Satz des Pythagoras verwendest. Begründe jede Wahl.
- Fehlerdiagnose: Eine Person ordnet dem Winkel gamma die Seite b zu. Erkläre die Folgen für die Rechnung und korrigiere den Ansatz.
- Parameteränderung: Zwei Seiten bleiben gleich. Beschreibe, wie sich die dritte Seite verändert, wenn der eingeschlossene Winkel wächst.
- Modellierung: Plane eine indirekte Entfernungsmessung auf dem Schulhof. Lege fest, welche Längen und Winkel gemessen werden müssen.
- Plausibilitätsprüfung: Entwickle mindestens drei Regeln, mit denen Du ein Ergebnis zu einer Dreiecksberechnung prüfen kannst.
- Transfer: Erkläre, warum der Kosinussatz auch bei stumpfwinkligen Dreiecken funktioniert, der Satz des Pythagoras allein aber nicht genügt.
Lernnachweis
Für Deinen Lernnachweis solltest Du:
- die Seiten und Winkel eines Dreiecks richtig zuordnen,
- den SWS-Fall und den SSS-Fall unterscheiden,
- eine fehlende Seite vollständig berechnen,
- einen fehlenden Winkel mit dem Arkuskosinus bestimmen,
- den Taschenrechner richtig einstellen,
- Ergebnisse auf Plausibilität prüfen,
- den Zusammenhang mit dem Satz des Pythagoras erklären.
OERs zum Thema
Mediennachweise
- Dreieck mit unbekannter Seite oder unbekanntem Winkel
- Diagramm zum Kosinussatz
- Trigonometrische Darstellung
- Grafik zum Beweis
- Lernvideo zum Kosinussatz
Links
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