Wählen Sie einen Modus und geben Sie die Winkel ein, die Sie kennen.
Inhaltsverzeichnis
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Was Sie auf dieser Seite tun können
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Wofür ist diese Berechnung nützlich?
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Anleitung
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Formeln und Abbildungen
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Symbole und Begriffe
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Was Sie vorab wissen sollten
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Mit Excel berechnen
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Mit Google Tabellen berechnen
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Mit Python berechnen
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Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
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Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle NumberChef-Rechner
Was Sie auf dieser Seite tun können
- In der klassischen Figur aus zwei Parallelen, die von einer Schneidenden geschnitten werden, geben Sie einen Winkel \(\angle a\) ein und erhalten alle acht Winkel \(\angle a\) bis \(\angle h\). Winkel, die nicht aufgehen, etwa \(\dfrac{250}{7}^\circ\), erscheinen sowohl als exakter Bruch als auch als Dezimalzahl
- Eine farbige Zeichnung und eine Tabelle zeigen, welche Paare Stufenwinkel, Wechselwinkel, Scheitelwinkel und E-Winkel sind (Winkel derselben Farbe sind gleich groß)
- Im Knickmodus bestimmt es den Winkel am Knick eines Linienzugs zwischen zwei Parallelen, \(\angle x = \angle a + \angle b\), mit dem Rechenweg des Standardverfahrens: Man zieht durch den Knick eine Hilfslinie parallel zu beiden Geraden und zerlegt den Winkel in Wechselwinkel
- Formelkarten mit Zeichnungen erklären, warum Stufenwinkel und Wechselwinkel gleich sind, warum Scheitelwinkel gleich sind und warum E-Winkel zusammen \(180^\circ\) ergeben
Wofür ist diese Berechnung nützlich?
Sonnenlicht kommt aus so großer Entfernung, dass seine Strahlen auf der Erde als parallel gelten können. Vor etwa 2.200 Jahren wusste der griechische Gelehrte Eratosthenes, dass an einem bestimmten Tag die Sonne in der Stadt Syene senkrecht über dem Boden stand. An diesem Tag maß er im weit nördlich gelegenen Alexandria aus dem Schatten eines senkrechten Stabes den Winkel zwischen den Sonnenstrahlen und dem Stab (etwa 7,2°). Weil Wechselwinkel an Parallelen gleich sind, ist diese 7,2° derselbe Winkel wie der zwischen den beiden Städten, gesehen vom Erdmittelpunkt. 7,2° sind genau 1/50 von 360°, also multiplizierte er die Entfernung der Städte mit 50 und schätzte den Erdumfang recht genau.
Er maß die Größe der Erde lange vor den Satelliten, und das ist bis heute das berühmteste Beispiel für Parallelen und Wechselwinkel in Lehrbüchern.
Legen Sie ein Zeichendreieck oder Geodreieck an ein Lineal an und schieben Sie es entlang, während Sie Linien in derselben Richtung ziehen: Alle diese Linien sind parallel. Beim Schieben ändert sich der Winkel des Dreiecks (der Winkel zwischen dem Lineal und der Linie, die Sie zeichnen, ein Stufenwinkel) nicht, also wird die Regel „Sind Stufenwinkel gleich, sind die Geraden parallel“ zu einer Zeichenmethode.
Das Parallellineal und die Zeichenmaschine im Architektur- und Maschinenzeichnen arbeiten nach demselben Prinzip: Sie halten ein Lineal beim Auf- und Abbewegen parallel.
Ein Treppengeländer ist eine schräge Linie, und die Stäbe, die den Handlauf tragen, sind viele senkrechte Parallelen. Weil Stufenwinkel an Parallelen gleich sind, ist der Winkel zwischen Handlauf und jedem Stab gleich, sodass sich die Oberseiten aller Stäbe im selben Winkel zuschneiden lassen.
Deshalb lässt sich dasselbe Teil in Serie zuschneiden, ohne jedes von Hand anzupassen.
Ein Periskop, bekannt von U-Booten und Bastelprojekten, hat oben und unten in einem Rohr zwei Spiegel, die jeweils um 45° geneigt sind und einander parallel gegenüberstehen. Das vom oberen Spiegel umgelenkte Licht wird vom unteren Spiegel erneut umgelenkt und erreicht Ihr Auge. Weil die beiden Spiegel parallel sind, sind das einfallende und das austretende Licht über Wechselwinkel parallel, und das Bild ist nicht geneigt.
Der Lichtweg, der zwischen Parallelen zweimal knickt, sieht der Zeichnung im Knickmodus dieser Seite sehr ähnlich (die tatsächliche Lichtrichtung legt das Reflexionsgesetz fest).
Formeln und Abbildungen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(\angle\) | Winkel | Das Zeichen für einen Winkel. \(\angle a\) ist „der Winkel mit dem Namen \(a\)“. Werden drei Buchstaben verwendet, etwa \(\angle APB\), ist der mittlere Buchstabe der Scheitelpunkt des Winkels. |
| \(\ell,\ m\) | l, m | Namen für Geraden. \(\ell\) ist eine Schreibschriftform des Buchstabens l, von „Linie“, damit er nicht mit der Zahl 1 oder einem großen I verwechselt wird. Die nächsten Geraden heißen \(m\), \(n\) und so weiter in alphabetischer Reihenfolge (in deutschen Lehrbüchern oft g und h). |
| \(\parallel\) | ist parallel zu | Das Zeichen für parallel. \(\ell \parallel m\) heißt „die Gerade \(\ell\) ist parallel zur Geraden \(m\)“. Es soll daher kommen, dass man Parallelen als zwei senkrechte Striche zeichnet. |
| \(x\) | x | Ein Buchstabe für eine unbekannte Zahl (den gesuchten Winkel). Eine Unbekannte \(x\) zu nennen, ist in Lehrbüchern eine vertraute Gewohnheit. |
| \(^\circ\) | Grad | Das Zeichen für das Grad, die Einheit des Winkels. Ein voller Umlauf in 360 gleiche Teile geteilt ist \(1^\circ\). Die Zahl 360 soll gewählt worden sein, weil sie viele Teiler hat und sich leicht gleichmäßig teilen lässt. |
Begriffe
| Parallele | Zwei Geraden in derselben Ebene, die sich nie treffen, egal wie weit man sie verlängert. Man schreibt \(\ell \parallel m\). Der Abstand zwischen zwei Parallelen ist überall gleich. |
| Schneidende | Eine Gerade, die zwei andere Geraden schneidet. Wo eine Schneidende zwei Parallelen schneidet, entstehen an jedem der beiden Schnittpunkte vier Winkel, insgesamt acht. |
| Scheitelwinkel | Von den vier Winkeln, die entstehen, wenn sich zwei Geraden schneiden, ein Paar von Winkeln, die einander gegenüberliegen. Scheitelwinkel sind immer gleich. Das gilt immer, wenn sich zwei Geraden schneiden, egal ob es Parallelen gibt. |
| Stufenwinkel | Schneidet eine Schneidende zwei Geraden, ein Paar von Winkeln an der gleichen Stelle der beiden Schnittpunkte (zum Beispiel beide oben rechts). Sind die beiden Geraden parallel, sind Stufenwinkel gleich. Umgekehrt sind die beiden Geraden parallel, wenn Stufenwinkel gleich sind. Man nennt sie auch F-Winkel. |
| Wechselwinkel | Ein Paar von Winkeln innerhalb der beiden Geraden (zwischen ihnen) auf gegenüberliegenden Seiten der Schneidenden. Sind die beiden Geraden parallel, sind Wechselwinkel gleich. Die beiden Winkel und die Schneidende sehen aus wie ein Z, deshalb nennt man sie auch Z-Winkel, eine bekannte Merkhilfe. |
| E-Winkel | Ein Paar von Winkeln innerhalb der beiden Geraden auf derselben Seite der Schneidenden (auch entgegengesetzt liegende Winkel genannt). Sind die beiden Geraden parallel, ergeben E-Winkel zusammen \(180^\circ\). Die beiden benachbarten Winkel an einem Schenkel eines Trapezes stehen genau in dieser Beziehung. |
| Hilfslinie | Eine Linie, die Sie selbst in eine Figur einzeichnen, um eine Aufgabe zu lösen. Beim Winkel eines Knicks zwischen Parallelen ist der entscheidende Schritt eine Hilfslinie durch den Knick, parallel zu den beiden Geraden. |
| Umkehrsatz | Die Sätze, die in die andere Richtung gehen: „Sind Stufenwinkel gleich, sind die Geraden parallel“ und „Sind Wechselwinkel gleich, sind die Geraden parallel“. Man nutzt sie, um aus der Größe von Winkeln zu beweisen, dass zwei Geraden parallel sind. |
| gestreckter Winkel (Nebenwinkel) | Ein gestreckter Winkel ist ein halber Umlauf, \(180^\circ\). Um einen Punkt auf einer Geraden ergeben die Winkel auf einer Seite immer zusammen \(180^\circ\), und zwei benachbarte Winkel, die das tun, bilden ein Paar von Nebenwinkeln. Darauf beruhen „Nebenwinkel ergeben zusammen \(180^\circ\)“ und „Scheitelwinkel sind gleich“. |
Was Sie vorab wissen sollten
Hier ist zusammengefasst, was Ihnen hilft, die Berechnung auf dieser Seite mit echtem Verständnis zu nutzen und nicht nur den Knopf zu drücken.
Wenn Sie nicht weiterkommen, ist es der schnellste Weg, die Themen dieser Liste noch einmal durchzugehen.
| Winkel und Drehungen (Klasse 4, 9–10 Jahre) |
|
| Senkrechte und Parallelen (Klasse 4, 9–10 Jahre) |
|
| Gestreckte Winkel und Nebenwinkel (Klasse 4–7, 9–13 Jahre) |
|
| Terme mit Variablen (Klasse 6–7, 11–13 Jahre) |
|
| Subtraktion und Brüche (Klasse 5–6, 10–12 Jahre) |
|
Mit Excel berechnen
| Winkel ∠a (Grad) | 60 |
| ∠c, ∠e, ∠g (gleich ∠a) (Grad) | =B1 |
| ∠b, ∠d, ∠f, ∠h (Grad) | =180-B1 |
| Winkel an der oberen Geraden ∠a (Grad) | 35 |
| Winkel an der unteren Geraden ∠b (Grad) | 25 |
| Winkel am Knick ∠x (Grad) | =B1+B2 |
„-“ ist die Subtraktion und „+“ die Addition.
Die erste Tabelle gibt für ∠a den Wert 60 ein. Die Winkel, die ∠a als Scheitel-, Stufen- und Wechselwinkel gleichen (∠c, ∠e, ∠g), sind 60, und die anderen vier Winkel (∠b, ∠d, ∠f, ∠h) sind 180 − 60 = 120.
Die zweite Tabelle ist das Beispiel mit dem Knick. Geben Sie 35 für ∠a und 25 für ∠b ein, ist der Winkel am Knick ∠x = 35 + 25 = 60.
Mit Google Tabellen berechnen
| Winkel ∠a (Grad) | 60 |
| ∠c, ∠e, ∠g (gleich ∠a) (Grad) | =B1 |
| ∠b, ∠d, ∠f, ∠h (Grad) | =180-B1 |
| Winkel an der oberen Geraden ∠a (Grad) | 35 |
| Winkel an der unteren Geraden ∠b (Grad) | 25 |
| Winkel am Knick ∠x (Grad) | =B1+B2 |
Mit Python berechnen
from fractions import Fraction
# Parallelen und Schneidende: alle 8 Winkel aus einem Winkel
angle_a = Fraction(60) # ein Bruch wie 250/7° lässt sich als Fraction(250, 7) schreiben
angle_b = 180 - angle_a # Nebenwinkel (vom gestreckten Winkel 180° abziehen)
print(f"∠a = ∠c = ∠e = ∠g = {angle_a}° (gleich als Scheitel-, Stufen- und Wechselwinkel)")
print(f"∠b = ∠d = ∠f = ∠h = {angle_b}°")
print(f"Kontrolle der E-Winkel: {angle_a}° + {angle_b}° = {angle_a + angle_b}°")
# Knick zwischen Parallelen: der Winkel am Knick
bend_a = Fraction(35)
bend_b = Fraction(25)
angle_x = bend_a + bend_b
print(f"Winkel am Knick ∠x = {bend_a}° + {bend_b}° = {angle_x}°")
Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
∠a = ∠c
\angle a = \angle c
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>∠</mo><mi>a</mi>
<mo>=</mo>
<mo>∠</mo><mi>c</mi>
</mrow>
</math>
/_ a = /_ c
angleA == angleC
angleA = angleC;
angleA == angleC
∠a = ∠c
∠a = ∠e
\angle a = \angle e
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>∠</mo><mi>a</mi>
<mo>=</mo>
<mo>∠</mo><mi>e</mi>
</mrow>
</math>
/_ a = /_ e
angleA == angleE
angleA = angleE;
angleA == angleE
∠a = ∠e
∠c = ∠e
\angle c = \angle e
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>∠</mo><mi>c</mi>
<mo>=</mo>
<mo>∠</mo><mi>e</mi>
</mrow>
</math>
/_ c = /_ e
angleC == angleE
angleC = angleE;
angleC == angleE
∠c = ∠e
∠c + ∠f = 180°
\angle c + \angle f = 180^{\circ}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>∠</mo><mi>c</mi>
<mo>+</mo>
<mo>∠</mo><mi>f</mi>
<mo>=</mo>
<msup><mn>180</mn><mo>°</mo></msup>
</mrow>
</math>
/_ c + /_ f = 180^circ
angleC + angleF == 180 Degree
angleC + angleF = 180;
angleC + angleF == 180
∠c + ∠f = 180°
∠x = ∠a + ∠b
\angle x = \angle a + \angle b
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mo>∠</mo><mi>x</mi>
<mo>=</mo>
<mo>∠</mo><mi>a</mi>
<mo>+</mo>
<mo>∠</mo><mi>b</mi>
</mrow>
</math>
/_ x = /_ a + /_ b
angleX == angleA + angleB
angleX = angleA + angleB;
angleX == angleA + angleB
∠x = ∠a + ∠b
Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
Sie sind ein Rechenassistent für Mathematik (ebene Geometrie, Parallelen und Winkel). Führen Sie die folgende Berechnung aus, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort nur auf die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis (nicht im Kopf rechnen und nicht schätzen). Bestimmen Sie für die acht Winkel, die entstehen, wenn eine Schneidende zwei Parallelen schneidet, jeweils Folgendes: 1. Die Größen aller acht Winkel, wenn ein Winkel 250/7° beträgt (fassen Sie auch die gleich großen Winkel zusammen und geben Sie jeden als vollständig gekürzten Bruch und als Dezimalzahl an) 2. Eine Kontrolle, dass E-Winkel zusammen 180° ergeben 3. Für eine Linie, die zwischen den Parallelen knickt, den Winkel am Knick, wenn der Winkel an der oberen Geraden 35° und der Winkel an der unteren Geraden 25° beträgt Verwenden Sie in Python das Modul fractions aus der Standardbibliothek, um exakt zu rechnen, und zeigen Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis.
Anleitung
-
1Zahlen eingebenGeben Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ablesenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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