Umfang: Tangentenviereck
In diesem Kapitel lernen wir, den Umfang eines Tangentenvierecks zu berechnen.
Ein Tangentenviereck
ist eine geometrische Figur, genauer gesagt ein Viereck, mit speziellen Eigenschaften und Umfang
ist der Fachbegriff für die Länge der Begrenzungslinie einer geometrischen Figur.
Erforderliches Vorwissen
Herleitung der Formeln
Ein allgemeines Viereck hat vier unterschiedlich lange Seiten.
Umfangsformel$U = a + b + c + d$
Die Umfangsformel können wir vereinfachen, wenn Seiten mit gleicher Länge vorkommen. In einem Tangentenviereck ist genau das der Fall, denn:
In einem Tangentenviereck sind die Summen gegenüberliegender Seiten gleich.$a + c = b + d$
Herleitung der 1. Formel
$$ \begin{align*} U &= a + b + c + d &&{\color{gray}|\text{ Umstellen}} \\[5px] &= a + c + {\color{red}b + d} &&{\color{gray}|~ b+d=a+c} \\[5px] &= a + c + {\color{red}a + c} &&{\color{gray}|\text{ Zusammenrechnen}} \\[5px] &= 2a + 2c &&{\color{gray}|\text{ Ausklammern}} \\[5px] &= 2(a+c) \end{align*} $$
Herleitung der 2. Formel
$$ \begin{align*} U &= a + b + c + d &&{\color{gray}|\text{ Umstellen}} \\[5px] &= {\color{red}a + c} + b + d &&{\color{gray}|~ a+c=b+d} \\[5px] &= {\color{red}b + d} + b + d &&{\color{gray}|\text{ Zusammenrechnen}} \\[5px] &= 2b + 2d &&{\color{gray}|\text{ Ausklammern}} \\[5px] &= 2(b+d) \end{align*} $$
Formeln
(1) $U = 2(a+c)$
(2) $U = 2(b+d)$
Um den Umfang eines Tangentenvierecks berechnen zu können, müssen wir die Länge zweier Gegenseiten kennen. Unter Umständen ist ein Ausmessen erforderlich.
Eine Länge – wie $5\ \textrm{cm}$
– ist eine Größe, die aus einer Maßzahl und einer Maßeinheit besteht.
Längen können bekanntlich nur addiert werden, wenn sie in derselben Maßeinheit vorliegen. Deshalb müssen wir gegebenenfalls die Einheiten auf eine gemeinsame Einheit umrechnen.
Wichtige Maßeinheiten für Längen (Längenmaße)
- Millimeter (
$\textrm{mm}$
) - Zentimeter (
$\textrm{cm}$
) - Dezimeter (
$\textrm{dm}$
) - Meter (
$\textrm{m}$
) - Kilometer (
$\textrm{km}$
)
Ein Platzhalter für eine beliebige Längeneinheit ist $\textrm{LE}$
.
Anleitung
Formel aufschreiben
Werte einsetzen
Ergebnis berechnen
Beispiele
Wie groß ist der Flächeninhalt eines Tangentenvierecks mit $a = 4\ \textrm{cm}$
und $c = 2\ \textrm{cm}$
?
Formel aufschreiben
$$ A = a \cdot c $$
Werte für $\boldsymbol{a}$
und $\boldsymbol{c}$
einsetzen
$$ \phantom{A} = 4\ \textrm{cm} \cdot 2\ \textrm{cm} $$
Ergebnis berechnen
$$ \begin{align*} \phantom{A} &= (4 \cdot 2) \cdot (\textrm{cm} \cdot \textrm{cm}) \\[5px] &= 8\ \textrm{cm}^2 \end{align*} $$
Wie groß ist der Flächeninhalt eines Tangentenvierecks mit $b = 5\ \textrm{m}$
und $d = 3\ \textrm{m}$
?
Formel aufschreiben
$$ A = b \cdot d $$
Werte für $\boldsymbol{b}$
und $\boldsymbol{d}$
einsetzen
$$ \phantom{A} = 5\ \textrm{m} \cdot 3\ \textrm{m} $$
Ergebnis berechnen
$$ \begin{align*} \phantom{A} &= (5 \cdot 3) \cdot (\textrm{m} \cdot \textrm{m}) \\[5px] &= 15\ \textrm{m}^2 \end{align*} $$