Das Rechteck ist eingeschrieben, d. h. die Ecken des Rechteckes liegen allesamt auf dem Kreis. Gerade in diesem Beispiel muss man beachten, dass durch die Wahl eines einzigen Punktes auf dem Kreis dein Rechteck eindeutig definiert ist. Probier´s mal aus: Wähle einen Punkt des Kreises aus, dann sieht du, die anderen 3 Punkte ergeben sich (durch das "Durchziehen" - waagerecht sowie senkrecht, bis du die Kreislinie wieder berührst) von selbst. Je nach gewähltem Punkt mit den Koordinaten (x/y) hast du den Umfang = alle 4 Seitenlängen des Rechtecks = 4*Betrag(x) + 4*Betrag(y). Diesen Term musst du also durch Wahl von x und y maximieren. Beachte jetzt noch, dass der Punkt auf dem Kreis liegen MUSS, d. y des Punktes muss der Kreisgleichung entsprechen, wenn du x einsetzt. Dann bleibt nur noch x übrig und dann kommt der Rest mit dem Ableiten und Extremwert weißt schon^^ Mal ne Gegenfrage: Sollst du auch tatsächlich die Extremwertberechnung durchführen? Wenn nicht, also wenn auch andere Lösungswege für diese Aufgabe zugelassen sind, dann habe ich folgenden Vorschlag für dich: Beweise folgende Aussage: Von allen möglichen in einem Kreis eingeschriebenen Rechtecken ist das mit gleichlangen Seiten also das Quadrat dasjenige, das sowohl die größte Fläche als auch den größten Umfang besitzt.
Nun wird ein Kreisbogen um mit Radius gezogen, der den Inversionskreis in und schneidet. Je ein Kreisbogen um und mit den Radien bzw. schließen sich an und schneiden sich in Um wird ein Kreisbogen mit Radius gezogen auf dem, analog zuvor, der Durchmesser erzeugt wird. Abschließend bedarf es noch eines dreimaligen Abtragens dieses Radius, ab dem Punkt um den Bildpunkt zu erhalten. Universelle Methode für Liegt innerhalb des Inversionskreises: Zunächst halbiert man den Radius des Inversionskreises so oft, bis man einen neuen Kreis erhält, der den Punkt nicht mehr enthält. (Dies ist mit Zirkel allein möglich. ) Anschließend konstruiert man wie oben (Bild 2) den Bildpunkt von, wobei die Inversion am neuen Kreis durchgeführt wird. Zuletzt verdoppelt man den Abstand des Bildpunktes doppelt so oft wie man den Radius halbiert hat. (Auch dies ist mit Zirkel allein möglich. ) Dieser Punkt ist der gesuchte Bildpunkt. Auf Grund der Komplexität dieses Verfahrens wird man die Konstruktion wohl kaum durchführen, sie bietet aber eine Möglichkeit den Satz von Mohr-Mascheroni zu beweisen, der besagt, dass man mit Zirkel allein alle Konstruktionen durchführen kann, die mit Zirkel und Lineal möglich sind.
Die Spiegelung am Kreis oder Kreisspiegelung ist eine Abbildung der ebenen Geometrie, die das Innere und das Äußere eines gegebenen Kreises miteinander vertauscht. Die Abbildung ist winkeltreu und zählt zu den speziellen konformen Transformationen. Eine Kreisspiegelung ist der ebene Fall einer (geometrischen) Inversion. Eine Inversion im Raum ist die Spiegelung an einer Kugel, kurz Kugelspiegelung, mit ähnlichen Eigenschaften wie die der Kreisspiegelung. Zur Definition der Spiegelung an einem Kreis Definition [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Für die Kreisspiegelung an einem Kreis mit Mittelpunkt und Radius ist der Bildpunkt eines Punktes dadurch festgelegt, dass auf einer Strecke bzw. auf einer Halbgeraden liegen und die Bedingung erfüllen muss. [1] Dabei darf der ursprüngliche Punkt nicht mit dem Mittelpunkt übereinstimmen. Gelegentlich umgeht man dieses Problem, indem man einen neuen Punkt zur Ebene hinzufügt und diesen als Bildpunkt von definiert. Der Bildpunkt dieses neuen Punktes ist der Mittelpunkt des Inversionskreises.
Wenn zur Länge des Kreisbogens $b$ der Mittelpunktswinkel $\alpha$ gehört… Abb. 6 / $b \;\widehat{=}\; \alpha$ Abb. 7 / $u \;\widehat{=}\; 360^\circ$ Diesen Zusammenhang können wir als Verhältnisgleichung ausdrücken: $$ \frac{b}{u} = \frac{\alpha}{360^\circ} $$ Übersetzung Der Kreisbogen $b$ verhält sich zum Kreisumfang $u$ wie der Mittelpunktswinkel $\alpha$ zum Vollwinkel $360^\circ$. Mittelpunktswinkel und Umfang gegeben Formel Die Formel für die Bogenlänge erhalten wir, indem wir die Verhältnisgleichung nach $b$ umstellen: $$ \begin{align*} \frac{b}{u} = \frac{\alpha}{360^\circ} &&{\color{gray}|\cdot u} \end{align*} $$ Anleitung Beispiel Beispiel 1 Berechne die Länge des Kreisbogens $b$, der zu einem Mittelpunktswinkel der Größe $\alpha = 90^\circ$ und einem Kreis mit dem Umfang $u = 10\ \textrm{cm}$ gehört. Formel aufschreiben $$ b = \frac{\alpha}{360^\circ} \cdot u $$ Werte für $\boldsymbol{\alpha}$ und $\boldsymbol{u}$ einsetzen $$ \phantom{b} = \frac{ 90^\circ}{ 360^\circ} \cdot 10\ \textrm{cm} $$ Ergebnis berechnen $$ \phantom{b} = 2{, }5\ \textrm{cm} $$ Anmerkung $90^\circ$ ist $\frac{1}{4}$ von $360^\circ$.
Dieses Gerät besteht aus einem in den Eckpunkten beweglichen Rhombus A P B P ' und zwei gleichlangen Stäben, die in A und B befestigt sind und in M 0 zusammenlaufen (Bedingung: M 0 A ¯ > A P ¯): Die Punkte M 0, P u n d P ' liegen auf einer Geraden. Wird der Punkt P auf einem Kreisbogen, der durch M 0 verläuft, geführt, so bewegt sich der Punkt P ' auf einer Geraden. Der Beweis kann mithilfe von obigem Satz 3 und des Satzes von PYTHAGORAS geführt werden.
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