Raute
In diesem Kapitel schauen wir uns an, was eine Raute ist.
Für alle, die das Wort noch nie gehört haben: Ein Raute
ist eine geometrische Figur, genauer gesagt ein Viereck, mit speziellen Eigenschaften.
Erforderliches Vorwissen
Definition
Eine Raute ist ein Viereck mit
vier gleich langen Seiten.
Manche Mathematiker bezeichnen eine Raute auch als Rhombus
.
Beispiel einer Raute
Die vier gleich langen Seiten bezeichnen wir mit dem Kleinbuchstaben $a$
.
Eigenschaften
Geerbte Eigenschaften
Ecken
Jedes Viereck hat vier Ecken.
Seiten
Jedes Viereck hat vier Seiten.
Winkel
In jedem Viereck
– gibt es vier Innenwinkel
– beträgt die Winkelsumme $360^\circ$
$\alpha + \beta + \gamma + \delta = 360^\circ$
Diagonale
Jedes Viereck hat zwei Diagonalen.
Spezielle Eigenschaften
Seiten
In einer Raute sind
– alle Seiten gleich lang
$a = b = c = d$
– gegenüberliegende Seiten parallel
$a \parallel c$
und $b \parallel d$
Winkel
In einer Raute
– sind gegenüberliegende Winkel gleich groß
$\alpha = \gamma$
und $\beta = \delta$
– ergänzen sich benachbarte Winkel zu $180^\circ$
$\alpha + \beta = \beta + \gamma = \gamma + \delta = \delta + \alpha = 180^\circ$
Diagonale
Die Diagonalen einer Raute
– halbieren einander
– stehen aufeinander senkrecht ($e \bot f$
)
– halbieren die Innenwinkel der Raute
Symmetrie
Eine Raute ist achsensymmetrisch zu
– den beiden Diagonalen
Eine Raute ist punktsymmetrisch zu
– dem Schnittpunkt der Diagonalen $S$
Höhe
Die Höhe einer Raute entspricht dem Abstand der parallelen Seiten.
In einer Raute sind alle Höhen gleich lang.
$h_a = h_b = h_c = h_d$
Inkreis
Eine Raute besitzt einen Inkreis.
($\Rightarrow$
Tangentenviereck)
Mittelpunkt: Diagonalenschnittpunkt $S$
Radius: $r_i = \frac{1}{2} \cdot a \cdot \sin \alpha$
Der Inkreisradius entspricht dem Normalabstand des Mittelpunkts zu einer Seite der Raute.
Raute berechnen
Umfang
$$ U = 4a $$
Flächeninhalt
$$ \begin{align*} A &= a \cdot h_a &&{\color{gray}|\text{ 1. Formel}} \\[5px] &= \frac{1}{2} e f &&{\color{gray}|\text{ 2. Formel}} \\[5px] &= a^2 \sin \alpha &&{\color{gray}|\text{ 3. Formel}} \end{align*} $$
Diagonale
$$ e = 2 \cdot a \cdot \cos\frac{\alpha}{2} $$
$$ f = 2 \cdot a \cdot \sin\frac{\alpha}{2} $$
Seitenlänge
$$ a = \sqrt{\left(\frac{e}{2}\right)^2 + \left(\frac{f}{2}\right)^2} $$
Spezielle Rauten
= rechtwinklige Raute