Geben Sie drei bekannte Größen aus den Seiten a, b, c und den Winkeln A, B, C ein (Winkel in Grad). Mindestens eine muss eine Seite sein. Die Seite a liegt dem Winkel A gegenüber, die Seite b dem Winkel B und die Seite c dem Winkel C.
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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Innenwinkelsumme im Dreieck
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Kosinussatz (dritte Seite aus zwei Seiten und dem eingeschlossenen Winkel)
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Sinussatz (die Brücke zwischen Seiten und gegenüberliegenden Winkeln)
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Flächeninhalt (zwei Seiten und der eingeschlossene Winkel)
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Satz des Heron (Flächeninhalt aus drei Seiten)
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Radius des Inkreises (Inkreisradius)
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Radius des Umkreises (Umkreisradius)
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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
-
Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle NumberChef-Rechner
Was Sie auf dieser Seite tun können
- Geben Sie drei bekannte Größen aus den Seiten \(a, b, c\) und den Winkeln \(A, B, C\) ein (mindestens eine muss eine Seite sein), und Sie erhalten alle übrigen Seiten und Winkel
- Berechnet außerdem Flächeninhalt, Umfang, halben Umfang, die drei Höhen, die drei Seitenhalbierenden, Inkreisradius und Umkreisradius, alles auf einmal
- Erkennt automatisch die Art des Dreiecks: gleichseitig, gleichschenklig oder ungleichseitig sowie spitzwinklig, rechtwinklig oder stumpfwinklig
- Lassen zwei Seiten und ein Winkel, der einer davon gegenüberliegt (SsW), zwei verschiedene Dreiecke zu, werden beide Lösungen angezeigt (der bekannte „mehrdeutige Fall“)
- Eine leicht verständliche Erklärung von Kosinussatz, Sinussatz und Satz des Heron sowie Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python finden Sie ebenfalls auf dieser Seite
Wofür ist diese Berechnung nützlich?
Die Entfernung zu einem Punkt auf der anderen Seite eines Flusses lässt sich bestimmen, ohne ein Maßband über das Wasser zu spannen. Legen Sie auf Ihrer Seite eine 100 m lange Standlinie aus und messen Sie von beiden Enden den Winkel zum Zielpunkt. So entsteht ein Dreieck mit einer Seite (100 m) und zwei Winkeln. Bei Winkeln von 50° und 60° ist der dritte Winkel 70°, und der Sinussatz liefert die Entfernung zum Zielpunkt als \(100 \times \sin 50^\circ \div \sin 70^\circ \approx 81{,}5\) m.
Die Tachymeter der Vermesser und die Triangulation, auf der die Kartenherstellung aufbaute, laufen darauf hinaus, genau diese Rechnung zu wiederholen.
Bei einem dreieckigen Grundstück lässt sich die Fläche allein mit einem Maßband bestimmen, ganz ohne Winkelmessgerät. Sind die drei Seiten 30 m, 40 m und 50 m lang, beträgt der halbe Umfang 60 m und der Flächeninhalt \(\sqrt{60 \times 30 \times 20 \times 10} = 600\) m².
„Längen kann jeder genau messen“ ist der Grund, warum der Satz des Heron in der Praxis beliebt ist, und für eine grobe Kontrolle der Fläche eines Ackers oder Baugrundstücks ist er heute noch praktisch.
Gebäude sind voller schräger Bauteile: Dachflächen, Treppen, diagonale Streben und so weiter. Bei einem Pultdach, das 3 m breit ist und 2 m ansteigt, ist die Länge der Dachfläche \(\sqrt{3^2 + 2^2} = \sqrt{13} \approx 3{,}61\) m (bei einem rechten Winkel fällt der Korrekturterm des Kosinussatzes weg, und es bleibt der Satz des Pythagoras).
Wer Längen und Winkel vor dem Zuschneiden des Holzes berechnet, verschwendet weniger Material und muss auf der Baustelle weniger nachbessern.
Ein Roboterarm in der Fabrik ist selbst ein Dreieck, aus zwei Armgliedern und dem Gelenkwinkel dazwischen. Bei Gliedern von 50 cm und 30 cm und einem auf 120° geöffneten Gelenk liefert der Kosinussatz den Abstand von der Basis zur Hand als \(\sqrt{50^2 + 30^2 - 2 \times 50 \times 30 \times \cos 120^\circ} = 70\) cm.
Die Rückrechnung zu den Gelenkwinkeln, die die Hand an eine Zielposition bringen (inverse Kinematik), nutzt ebenfalls einen umgestellten Kosinussatz als Grundbaustein.
Die Entfernung zu einem Stern wird mit einem sehr langen, schmalen Dreieck gemessen, dessen Grundseite die Strecke ist, die die Erde in einem halben Jahr auf ihrer Bahn um die Sonne zurücklegt (das nennt man Parallaxe). Aus der Grundseite und der kleinen Winkelverschiebung die Entfernung zu finden, ist derselbe Gedanke wie die Rechnung „Rest aus einer Seite und Winkeln“ auf dieser Seite.
„Wer ein Dreieck lösen kann, kann die Entfernung zu einem Ort bestimmen, an den er nicht gelangen kann.“ Das gilt von der Landvermessung bis zum Weltraum und ist eine der wirkungsvollsten Anwendungen der Geometrie.
Formeln und Abbildungen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(a, b, c\) | a, b, c (klein) | Die Längen der drei Seiten des Dreiecks. Üblicherweise bekommt jede Seite den Kleinbuchstaben des Winkels, der ihr gegenüberliegt (die Seite a liegt dem Winkel A gegenüber und ist seine Gegenseite). |
| \(A, B, C\) | A, B, C (groß) | Die drei Innenwinkel des Dreiecks (in Grad), hier nach den Ecken A, B, C benannt (in der Schule oft α, β, γ). Zusammen ergeben sie immer 180°. |
| \(S\) | S | Der Flächeninhalt des Dreiecks. (In manchen Büchern steht \(A\) für den Flächeninhalt.) |
| \(s\) | s (klein) | Der halbe Umfang, die Hälfte des Umfangs (\(a+b+c\)). Er wird im Satz des Heron und in der Formel für den Inkreisradius verwendet. |
| \(\sin\theta\) | Sinus Theta | Eines der Verhältnisse am rechtwinkligen Dreieck (Winkelfunktion). Im rechtwinkligen Dreieck ist es die Gegenkathete im Verhältnis zur Hypotenuse, und man erhält damit aus einem Winkel den senkrechten Anteil. \(\sin 30^\circ = 0{,}5\) und \(\sin 90^\circ = 1\). |
| \(\cos\theta\) | Kosinus Theta | Eines der Verhältnisse am rechtwinkligen Dreieck. Im rechtwinkligen Dreieck ist es die Ankathete im Verhältnis zur Hypotenuse. \(\cos 60^\circ = 0{,}5\) und \(\cos 90^\circ = 0\). Der „Kosinus“ im Kosinussatz ist diese Funktion. |
| \(r\) | r (klein) | Der Radius des Inkreises (des Kreises, der alle drei Seiten von innen berührt). |
| \(R\) | R (groß) | Der Radius des Umkreises (des Kreises durch alle drei Ecken). |
Begriffe
| Gegenseite | Die einem Winkel gegenüberliegende Seite heißt Gegenseite dieses Winkels. Auf dieser Seite ist Seite a die Gegenseite von Winkel A, Seite b die von Winkel B und Seite c die von Winkel C. |
| gegenüberliegender Winkel | Der einer Seite gegenüberliegende Winkel. Auf dieser Seite liegt Winkel A der Seite a gegenüber, Winkel B der Seite b und Winkel C der Seite c. |
| Innenwinkelsumme | Die Tatsache, dass die drei Innenwinkel eines Dreiecks zusammen immer 180° ergeben (Winkelsummensatz). Kennen Sie zwei Winkel, findet man den dritten durch Subtraktion. |
| Dreiecksungleichung | Die Bedingung dafür, dass drei Längen ein Dreieck bilden, nämlich dass die Summe zweier Seiten größer ist als die dritte. Zum Beispiel bilden 1, 2 und 4 kein Dreieck, weil 1 + 2 = 3 kleiner als 4 ist. |
| Kosinussatz | Die Regel \(c^2 = a^2 + b^2 - 2ab\cos C\), mit der man aus zwei Seiten und dem eingeschlossenen Winkel die dritte Seite findet. Sie erweitert den Satz des Pythagoras auf Dreiecke ohne rechten Winkel und liefert, umgestellt, aus drei Seiten einen Winkel. Sie wird in der Mittelstufe (Klasse 9–10) behandelt. |
| Sinussatz | Die Regel, dass „Seite ÷ Sinus des gegenüberliegenden Winkels“ für alle drei Paare gleich ist und dem Durchmesser \(2R\) des Umkreises entspricht. Kennt man eine Seite und den gegenüberliegenden Winkel, führt sie zu den anderen Seiten und Winkeln. Sie wird in der Mittelstufe (Klasse 9–10) behandelt. |
| Satz des Heron | Eine Formel, die den Flächeninhalt allein aus den drei Seitenlängen liefert, ohne einen Winkel. Sie ist nach Heron von Alexandria benannt, einem antiken griechischen Mathematiker (auch Heronsche Formel genannt). |
| halber Umfang | Die Hälfte des Umfangs eines Dreiecks. Er kommt im Satz des Heron und in der Formel für den Inkreisradius vor. |
| Inkreis | Der Kreis, der alle drei Seiten des Dreiecks von innen berührt. Sein Mittelpunkt (der Inkreismittelpunkt) ist der Schnittpunkt der drei Winkelhalbierenden. |
| Umkreis | Der Kreis, der durch alle drei Ecken des Dreiecks geht. Sein Mittelpunkt (der Umkreismittelpunkt) ist der Schnittpunkt der drei Mittelsenkrechten der Seiten. |
| Seitenhalbierende | Die Strecke von einer Ecke des Dreiecks zum Mittelpunkt der Gegenseite. Die drei Seitenhalbierenden schneiden sich in einem Punkt (dem Schwerpunkt). |
| spitzwinkliges Dreieck | Ein Dreieck, dessen größter Winkel kleiner als 90° ist. Nach ihren Winkeln werden Dreiecke in spitzwinklige, rechtwinklige und stumpfwinklige eingeteilt. |
| rechtwinkliges Dreieck | Ein Dreieck, dessen größter Winkel genau 90° ist. Nach ihren Winkeln werden Dreiecke in spitzwinklige, rechtwinklige und stumpfwinklige eingeteilt. |
| stumpfwinkliges Dreieck | Ein Dreieck, dessen größter Winkel größer als 90° ist. Nach ihren Winkeln werden Dreiecke in spitzwinklige, rechtwinklige und stumpfwinklige eingeteilt. |
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.
Für die Innenwinkelsumme und den Satz des Heron genügt das Wissen der Mittelstufe (bis Klasse 8). Kosinussatz und Sinussatz sind Stoff der Klassen 9–10.
| Winkel im Dreieck (Klasse 5–8, 10–14 Jahre) |
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| Quadratwurzeln (Klasse 9, 14–15 Jahre) |
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| Der Satz des Pythagoras (Klasse 8–9, 13–15 Jahre) |
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| Trigonometrie am rechtwinkligen Dreieck (Klasse 9–10, 14–16 Jahre) |
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| Sinussatz und Kosinussatz (Klasse 9–10, 14–16 Jahre) |
|
Mit Excel berechnen
| Winkel A (Grad) | 50 |
| Winkel B (Grad) | 60 |
| Dritter Winkel C (Grad) | =180-B1-B2 |
| Seite a | 5 |
| Seite b | 7 |
| Eingeschlossener Winkel C (Grad) | 60 |
| Dritte Seite c | =WURZEL(B1^2+B2^2-2*B1*B2*COS(BOGENMASS(B3))) |
| Seite a | 6 |
| Ihr gegenüberliegender Winkel A (Grad) | 45 |
| Winkel B (Grad) | 60 |
| Seite b | =B1*SIN(BOGENMASS(B3))/SIN(BOGENMASS(B2)) |
| Seite a | 8 |
| Seite b | 5 |
| Eingeschlossener Winkel C (Grad) | 30 |
| Flächeninhalt S | =B1*B2*SIN(BOGENMASS(B3))/2 |
| Seite a | 3 |
| Seite b | 4 |
| Seite c | 5 |
| Halber Umfang s | =(B1+B2+B3)/2 |
| Flächeninhalt S | =WURZEL(B4*(B4-B1)*(B4-B2)*(B4-B3)) |
| Flächeninhalt S | 6 |
| Halber Umfang s | 6 |
| Inkreisradius r | =B1/B2 |
| Seite a | 3 |
| Seite b | 4 |
| Seite c | 5 |
| Flächeninhalt S | 6 |
| Umkreisradius R | =B1*B2*B3/(4*B4) |
COS und SIN in Excel erwarten Winkel im Bogenmaß, deshalb steht die Funktion BOGENMASS dazwischen, die Grad in Bogenmaß umrechnet. WURZEL ist die Quadratwurzel.
In der zweiten Tabelle zeigt B4 zum Beispiel etwa 6,245. Ersetzen Sie einfach die Eingabezahlen durch Ihre eigenen Werte.
Mit Google Tabellen berechnen
| Winkel A (Grad) | 50 |
| Winkel B (Grad) | 60 |
| Dritter Winkel C (Grad) | =180-B1-B2 |
| Seite a | 5 |
| Seite b | 7 |
| Eingeschlossener Winkel C (Grad) | 60 |
| Dritte Seite c | =WURZEL(B1^2+B2^2-2*B1*B2*COS(BOGENMASS(B3))) |
| Seite a | 6 |
| Ihr gegenüberliegender Winkel A (Grad) | 45 |
| Winkel B (Grad) | 60 |
| Seite b | =B1*SIN(BOGENMASS(B3))/SIN(BOGENMASS(B2)) |
| Seite a | 8 |
| Seite b | 5 |
| Eingeschlossener Winkel C (Grad) | 30 |
| Flächeninhalt S | =B1*B2*SIN(BOGENMASS(B3))/2 |
| Seite a | 3 |
| Seite b | 4 |
| Seite c | 5 |
| Halber Umfang s | =(B1+B2+B3)/2 |
| Flächeninhalt S | =WURZEL(B4*(B4-B1)*(B4-B2)*(B4-B3)) |
| Flächeninhalt S | 6 |
| Halber Umfang s | 6 |
| Inkreisradius r | =B1/B2 |
| Seite a | 3 |
| Seite b | 4 |
| Seite c | 5 |
| Flächeninhalt S | 6 |
| Umkreisradius R | =B1*B2*B3/(4*B4) |
Kopieren Sie die ganze Tabelle, fügen Sie sie in Zelle A1 ein und ersetzen Sie die Eingabezahlen durch Ihre eigenen Werte.
Mit Python berechnen
import math
side_a = 3.0 # Seite a
side_b = 4.0 # Seite b
side_c = 5.0 # Seite c (Beispiel, bei dem alle drei Seiten bekannt sind)
# Die drei Winkel mit dem nach dem Winkel aufgelösten Kosinussatz bestimmen (in Grad)
angle_a = math.degrees(math.acos((side_b**2 + side_c**2 - side_a**2) / (2 * side_b * side_c)))
angle_b = math.degrees(math.acos((side_a**2 + side_c**2 - side_b**2) / (2 * side_a * side_c)))
angle_c = 180 - angle_a - angle_b
# Flächeninhalt mit dem Satz des Heron
half_perimeter = (side_a + side_b + side_c) / 2
area = math.sqrt(half_perimeter * (half_perimeter - side_a)
* (half_perimeter - side_b) * (half_perimeter - side_c))
inradius = area / half_perimeter # Radius des Inkreises
circumradius = side_a * side_b * side_c / (4 * area) # Radius des Umkreises
print(f"Winkel A = {angle_a}°, Winkel B = {angle_b}°, Winkel C = {angle_c}°")
print(f"Flächeninhalt = {area}")
print(f"Inkreisradius = {inradius}, Umkreisradius = {circumradius}")
Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
A + B + C = 180°
A + B + C = 180^\circ
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>A</mi><mo>+</mo><mi>B</mi><mo>+</mo><mi>C</mi>
<mo>=</mo>
<mn>180</mn><mo>°</mo>
</mrow>
</math>
A + B + C = 180^@
angleA + angleB + angleC == 180
A + B + C = 180;
C = 180 - A - B;
A + B + C = 180°
c² = a² + b² − 2ab·cos C
c^{2} = a^{2} + b^{2} - 2ab\cos C
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msup><mi>c</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>=</mo>
<msup><mi>a</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>b</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>−</mo>
<mn>2</mn><mi>a</mi><mi>b</mi>
<mi>cos</mi><mo>⁡</mo><mi>C</mi>
</mrow>
</math>
c^2 = a^2 + b^2 - 2ab cos C
cSide = Sqrt[a^2 + b^2 - 2 a b Cos[angleC Degree]]
c := sqrt(a^2 + b^2 - 2*a*b*cos(C*Pi/180));
c = sqrt(a^2 + b^2 - 2*a*b*cosd(C));
c^2 = a^2 + b^2 - 2ab cos(C)
a/sin A = b/sin B = c/sin C = 2R
\dfrac{a}{\sin A} = \dfrac{b}{\sin B} = \dfrac{c}{\sin C} = 2R
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mfrac><mi>a</mi><mrow><mi>sin</mi><mo>⁡</mo><mi>A</mi></mrow></mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>b</mi><mrow><mi>sin</mi><mo>⁡</mo><mi>B</mi></mrow></mfrac>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>c</mi><mrow><mi>sin</mi><mo>⁡</mo><mi>C</mi></mrow></mfrac>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn><mi>R</mi>
</mrow>
</math>
a/sin A = b/sin B = c/sin C = 2R
bSide = a Sin[angleB Degree]/Sin[angleA Degree]
b := a*sin(B*Pi/180)/sin(A*Pi/180);
b = a*sind(B)/sind(A);
a/sin(A) = b/sin(B) = c/sin(C) = 2R
S = (1/2)·ab·sin C
S = \frac{1}{2}ab\sin C
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac>
<mi>a</mi><mi>b</mi>
<mi>sin</mi><mo>⁡</mo><mi>C</mi>
</mrow>
</math>
S = 1/2 ab sin C
area = (1/2) a b Sin[angleC Degree]
S := (1/2)*a*b*sin(C*Pi/180);
S = a*b*sind(C)/2;
S = (1/2)ab sin(C)
s = (a+b+c)/2, S = √(s(s−a)(s−b)(s−c))
s = \frac{a+b+c}{2}, \quad S = \sqrt{s(s-a)(s-b)(s-c)}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mi>s</mi>
<mo>(</mo><mi>s</mi><mo>−</mo><mi>a</mi><mo>)</mo>
<mo>(</mo><mi>s</mi><mo>−</mo><mi>b</mi><mo>)</mo>
<mo>(</mo><mi>s</mi><mo>−</mo><mi>c</mi><mo>)</mo>
</msqrt>
</mrow>
</math>
S = sqrt(s(s-a)(s-b)(s-c))
area = Sqrt[s (s - a) (s - b) (s - c)] /. s -> (a + b + c)/2
s := (a+b+c)/2; S := sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
s = (a+b+c)/2; S = sqrt(s*(s-a)*(s-b)*(s-c));
S = √(s(s-a)(s-b)(s-c))
r = S/s
r = \dfrac{S}{s}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac><mi>S</mi><mi>s</mi></mfrac>
</mrow>
</math>
r = S/s
inradius = area/s
r := S/s;
r = S/s;
r = S/s
R = abc/(4S)
R = \dfrac{abc}{4S}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>R</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>a</mi><mi>b</mi><mi>c</mi></mrow>
<mrow><mn>4</mn><mi>S</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
R = (abc)/(4S)
circumradius = a b c/(4 area)
R := a*b*c/(4*S);
R = a*b*c/(4*S);
R = abc/(4S)
Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
Sie sind ein Rechenassistent für Dreiecke. 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). In einem Dreieck ist die Seite a = 7, die Seite b = 10 und der Winkel A = 40° (der Winkel A liegt der Seite a gegenüber). 1. Bestimmen Sie den Winkel B mit dem Sinussatz. Beachten Sie, dass es bei diesen Angaben zwei mögliche Dreiecke geben kann (der mehrdeutige Fall). Gibt es zwei Lösungen, zeigen Sie beide. 2. Bestimmen Sie für jede Lösung den übrigen Winkel C, die Seite c und den Flächeninhalt. Zeigen Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ausführungsergebnis in einer Tabelle.
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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