Der Kreis, seine Teile, ihre Größen und Beziehungen sind Dinge, denen ein Juwelier ständig begegnet. Ringe, Armbänder, Kasten, Röhren, Kugeln, Spiralen – es müssen viele runde Dinge hergestellt werden. Wie kann man das alles berechnen, vor allem, wenn man das Glück hatte, den Geometrieunterricht in der Schule zu schwänzen?
Schauen wir uns zunächst an, welche Teile ein Kreis hat und wie sie heißen.
- Ein Kreis ist eine Linie, die einen Kreis umschließt.
- Ein Bogen ist ein Teil eines Kreises.
- Der Radius ist ein Segment, das den Mittelpunkt eines Kreises mit einem beliebigen Punkt auf dem Kreis verbindet.
- Eine Sehne ist ein Segment, das zwei Punkte auf einem Kreis verbindet.
- Ein Segment ist ein Teil eines Kreises, der durch eine Sehne und einen Bogen begrenzt wird.
- Ein Sektor ist ein Teil eines Kreises, der durch zwei Radien und einen Bogen begrenzt wird.
Die uns interessierenden Größen und ihre Bezeichnungen:
Sehen wir uns nun an, welche Probleme im Zusammenhang mit Teilen eines Kreises gelöst werden müssen.
- Finden Sie die Entwicklungslänge eines beliebigen Teils des Rings (Armbands). Bestimmen Sie anhand des Durchmessers und der Sehne (Option: Durchmesser und Mittelpunktswinkel) die Länge des Bogens.
- Es gibt eine Zeichnung auf einer Ebene. Sie müssen ihre Größe in der Projektion herausfinden, nachdem Sie sie in einen Bogen gebogen haben. Ermitteln Sie anhand der Bogenlänge und des Bogendurchmessers die Sehnenlänge.
- Ermitteln Sie die Höhe des Teils, das Sie durch Biegen eines flachen Werkstücks in einen Bogen erhalten. Quelldatenoptionen: Bogenlänge und -durchmesser, Bogenlänge und -sehne; Finden Sie die Höhe des Segments.
Das Leben wird Ihnen andere Beispiele nennen, aber ich habe diese nur angegeben, um zu zeigen, dass es notwendig ist, zwei Parameter festzulegen, um alle anderen zu finden. Das werden wir tun. Wir nehmen nämlich fünf Parameter des Segments: D, L, X, φ und H. Dann wählen wir daraus alle möglichen Paare aus, betrachten sie als Ausgangsdaten und finden den Rest durch Brainstorming.
Um den Leser nicht unnötig zu belasten, werde ich auf detaillierte Lösungen verzichten, sondern nur die Ergebnisse in Form von Formeln darstellen (die Fälle, in denen es keine formale Lösung gibt, werde ich nebenbei diskutieren).
Und noch eine Anmerkung: zu den Maßeinheiten. Alle Größen außer dem Zentralwinkel werden in denselben abstrakten Einheiten gemessen. Das heißt, wenn Sie beispielsweise einen Wert in Millimetern angeben, muss der andere nicht in Zentimetern angegeben werden und die resultierenden Werte werden in denselben Millimetern (und Flächen in Quadratmillimetern) gemessen. Das Gleiche gilt für Zoll, Fuß und Seemeilen.
Und in allen Fällen wird nur der Zentralwinkel in Grad gemessen und sonst nichts. Denn als Faustregel gilt: Menschen, die etwas Rundes entwerfen, neigen nicht dazu, Winkel im Bogenmaß zu messen. Der Ausdruck „Winkel pi mal vier“ verwirrt viele, während „Winkel fünfundvierzig Grad“ für jeden verständlich ist, da er nur fünf Grad höher als normal ist. Allerdings wird in allen Formeln ein weiterer Winkel – α – als Zwischenwert vorhanden sein. Der Bedeutung nach ist dies der halbe Zentralwinkel, gemessen im Bogenmaß, aber man kann sich dieser Bedeutung sicher nicht näher widmen.
1. Gegeben seien der Durchmesser D und die Bogenlänge L
; Sehnenlänge ;
Segmenthöhe ; Zentralwinkel .
2. Gegebener Durchmesser D und Sehnenlänge X
; Bogenlänge ;
Segmenthöhe ; Zentralwinkel .
Da die Sehne den Kreis in zwei Segmente teilt, gibt es für dieses Problem nicht eine, sondern zwei Lösungen. Um den zweiten zu erhalten, müssen Sie den Winkel α in den obigen Formeln durch den Winkel ersetzen.
3. Gegeben seien der Durchmesser D und der Zentriwinkel φ
; Bogenlänge ;
Sehnenlänge ; Segmenthöhe .
4. Angesichts des Durchmessers D und der Höhe des Segments H
; Bogenlänge ;
Sehnenlänge ; Zentralwinkel .
6. Gegebene Bogenlänge L und Mittelpunktswinkel φ
; Durchmesser;
Sehnenlänge ; Segmenthöhe .
8. Gegeben seien die Sehnenlänge X und der Mittelpunktswinkel φ
; Bogenlänge ;
Durchmesser; Segmenthöhe .
9. Gegeben sei die Länge der Sehne X und die Höhe des Segments H
; Bogenlänge ;
Durchmesser; Zentralwinkel .
10. Gegeben seien der Zentralwinkel φ und die Höhe des Segments H
; Durchmesser ;
Bogenlänge ; Sehnenlänge .
Der aufmerksame Leser konnte nicht umhin zu bemerken, dass ich zwei Optionen verpasst habe:
5. Gegebene Bogenlänge L und Sehnenlänge X
7. Gegeben sei die Länge des Bogens L und die Höhe des Segments H
Dies sind nur die beiden unangenehmen Fälle, in denen es für das Problem keine Lösung gibt, die in Form einer Formel geschrieben werden könnte. Und die Aufgabe ist gar nicht so selten. Sie haben beispielsweise ein flaches Stück der Länge L und möchten es so biegen, dass seine Länge X (oder seine Höhe H) wird. Welchen Durchmesser soll ich für den Dorn (Querstange) nehmen?
Bei diesem Problem geht es darum, die Gleichungen zu lösen:
; - in Option 5
; - in Option 7
und obwohl sie nicht analytisch gelöst werden können, können sie leicht programmgesteuert gelöst werden. Und ich weiß sogar, wo man so ein Programm bekommt: auf dieser Seite, unter dem Namen . Sie erledigt alles, was ich Ihnen hier ausführlich erzähle, in Mikrosekunden.
Um das Bild zu vervollständigen, fügen wir zu den Ergebnissen unserer Berechnungen den Umfang und drei Flächenwerte hinzu – Kreis, Sektor und Segment. (Flächen helfen uns sehr bei der Berechnung der Masse aller runden und halbkreisförmigen Teile, aber mehr dazu in einem separaten Artikel.) Alle diese Größen werden nach denselben Formeln berechnet:
Umfang ;
Fläche eines Kreises ;
Sektorbereich ;
Segmentbereich ;
Abschließend möchte ich Sie noch einmal an die Existenz eines völlig kostenlosen Programms erinnern, das alle oben genannten Berechnungen durchführt und Sie von der Notwendigkeit befreit, sich daran zu erinnern, was ein Arkustangens ist und wo Sie danach suchen müssen.
Wie gut erinnern Sie sich an alle Namen, die mit dem Kreis verbunden sind? Für alle Fälle erinnern wir Sie daran – schauen Sie sich die Bilder an – frischen Sie Ihr Wissen auf.
Zuerst - Der Mittelpunkt eines Kreises ist ein Punkt, von dem aus die Abstände zu allen Punkten auf dem Kreis gleich sind.
Zweitens - Radius - ein Liniensegment, das den Mittelpunkt und einen Punkt auf dem Kreis verbindet.
Es gibt viele Radien (so viele wie es Punkte auf dem Kreis gibt), aber Alle Radien haben die gleiche Länge.
Manchmal kurz Radius sie nennen es genau Länge des Segments„Der Mittelpunkt ist ein Punkt auf dem Kreis“ und nicht das Segment selbst.
Und hier ist, was passiert wenn man zwei Punkte auf einem Kreis verbindet? Auch ein Segment?
Dieses Segment heißt also "Akkord".
Genau wie beim Radius ist der Durchmesser oft die Länge eines Segments, das zwei Punkte auf einem Kreis verbindet und durch den Mittelpunkt verläuft. Wie hängen Durchmesser und Radius übrigens zusammen? Schauen Sie genau hin. Natürlich, der Radius ist gleich dem halben Durchmesser.
Neben Akkorden gibt es auch Sekanten.
Erinnern Sie sich an die einfachste Sache?
Der Zentralwinkel ist der Winkel zwischen zwei Radien.
Und jetzt - der eingeschriebene Winkel
Eingeschriebener Winkel – der Winkel zwischen zwei Sehnen, die sich in einem Punkt auf einem Kreis schneiden.
In diesem Fall sagt man, dass der eingeschriebene Winkel auf einem Bogen (oder einer Sehne) ruht.
Sehen Sie das Bild an:
Messungen von Bögen und Winkeln.
Umfang. Bögen und Winkel werden in Grad und Bogenmaß gemessen. Zunächst zu den Abschlüssen. Bei Winkeln gibt es keine Probleme – Sie müssen lernen, wie man den Bogen in Grad misst.
Das Gradmaß (Bogengröße) ist der Wert (in Grad) des entsprechenden Mittelpunktswinkels
Was bedeutet hier das Wort „angemessen“? Schauen wir genau hin:
Sehen Sie zwei Bögen und zwei Mittelwinkel? Nun, ein größerer Bogen entspricht einem größeren Winkel (und es ist in Ordnung, dass er größer ist), und ein kleinerer Bogen entspricht einem kleineren Winkel.
Wir waren uns also einig: Der Bogen enthält die gleiche Gradzahl wie der entsprechende Mittelpunktswinkel.
Und nun zum Schrecklichen – zum Bogenmaß!
Was für ein Biest ist dieses „Radiant“?
Stell dir vor: Das Bogenmaß ist eine Möglichkeit, Winkel zu messen ... in Radien!
Ein Bogenmaß ist ein Mittelpunktswinkel, dessen Bogenlänge gleich dem Radius des Kreises ist.
Dann stellt sich die Frage: Wie viele Bogenmaße hat ein gerader Winkel?
Mit anderen Worten: Wie viele Radien „passen“ in einen Halbkreis? Oder anders ausgedrückt: Wie oft ist die Länge eines Halbkreises größer als der Radius?
Diese Frage stellten Wissenschaftler bereits im antiken Griechenland.
Und so stellten sie nach langer Suche fest, dass das Verhältnis von Umfang zu Radius nicht in „menschlichen“ Zahlen wie usw. ausgedrückt werden möchte.
Und es ist nicht einmal möglich, diese Einstellung durch Wurzeln auszudrücken. Das heißt, es stellt sich heraus, dass es unmöglich ist zu sagen, dass ein Halbkreis um ein Vielfaches größer ist als der Radius! Können Sie sich vorstellen, wie erstaunlich es für die Leute war, dies zum ersten Mal zu entdecken?! Für das Verhältnis der Länge eines Halbkreises zum Radius reichten „normale“ Zahlen nicht aus. Ich musste einen Buchstaben eingeben.
Das ist also eine Zahl, die das Verhältnis der Länge des Halbkreises zum Radius ausdrückt.
Jetzt können wir die Frage beantworten: Wie viele Bogenmaße hat ein gerader Winkel? Es enthält Bogenmaß. Eben weil der halbe Kreis mal größer ist als der Radius.
Alte (und nicht so alte) Menschen im Laufe der Jahrhunderte (!) versuchte, diese mysteriöse Zahl genauer zu berechnen, sie (zumindest annähernd) besser durch „gewöhnliche“ Zahlen auszudrücken. Und jetzt sind wir unglaublich faul – zwei Zeichen nach einem anstrengenden Tag reichen uns, das sind wir gewohnt
Denken Sie darüber nach, das bedeutet zum Beispiel, dass die Länge eines Kreises mit einem Radius von eins ungefähr gleich ist, aber diese genaue Länge ist einfach nicht mit einer „menschlichen“ Zahl aufzuschreiben – Sie brauchen einen Buchstaben. Und dann wird dieser Umfang gleich sein. Und natürlich ist der Umfang des Radius gleich.
Kommen wir zurück zum Bogenmaß.
Wir haben bereits herausgefunden, dass ein gerader Winkel das Bogenmaß enthält.
Was wir haben:
Das heißt, ich bin froh, das heißt, ich bin froh. Auf die gleiche Weise erhält man eine Platte mit den gängigsten Winkeln.
Die Beziehung zwischen den Werten des eingeschriebenen und zentralen Winkels.
Es gibt eine erstaunliche Tatsache:
Der eingeschriebene Winkel ist halb so groß wie der entsprechende Zentriwinkel.
Schauen Sie, wie diese Aussage auf dem Bild aussieht. Ein „korrespondierender“ Zentralwinkel ist ein Winkel, dessen Enden mit den Enden des eingeschriebenen Winkels zusammenfallen und dessen Scheitelpunkt in der Mitte liegt. Und gleichzeitig muss der „entsprechende“ Zentralwinkel auf die gleiche Sehne () „blicken“ wie der eingeschriebene Winkel.
Warum ist das so? Schauen wir uns zunächst einen einfachen Fall an. Lassen Sie einen der Akkorde durch die Mitte verlaufen. Das passiert manchmal so, oder?
was geschieht hier? Lassen Sie uns überlegen. Es handelt sich schließlich um gleichschenklige Radien. Also (beschriftete sie).
Schauen wir uns nun an. Dies ist die äußere Ecke für! Wir erinnern uns, dass ein Außenwinkel gleich der Summe zweier Innenwinkel ist, die nicht an ihn angrenzen, und schreiben:
Also! Unerwarteter Effekt. Es gibt aber auch einen zentralen Winkel für das Eingeschriebene.
Das bedeutet, dass sie für diesen Fall bewiesen haben, dass der Zentralwinkel doppelt so groß ist wie der eingeschriebene Winkel. Aber es ist ein schmerzhafter Sonderfall: Stimmt es nicht, dass der Akkord nicht immer direkt durch die Mitte geht? Aber es ist in Ordnung, jetzt wird uns dieser spezielle Fall sehr helfen. Schauen Sie: Zweiter Fall: Lassen Sie die Mitte im Inneren liegen.
Machen wir Folgendes: Zeichnen Sie den Durchmesser. Und dann... sehen wir zwei Bilder, die bereits im ersten Fall analysiert wurden. Deshalb haben wir das bereits
Das bedeutet (in der Zeichnung a)
Damit bleibt der letzte Fall: Die Mitte liegt außerhalb der Ecke.
Wir machen dasselbe: Zeichnen Sie den Durchmesser durch den Punkt. Alles ist gleich, aber statt einer Summe gibt es einen Unterschied.
Das ist alles!
Lassen Sie uns nun zwei wesentliche und sehr wichtige Konsequenzen aus der Aussage ziehen, dass der eingeschriebene Winkel die Hälfte des Zentralwinkels ist.
Folgerung 1
Alle eingeschriebenen Winkel, die auf einem Bogen basieren, sind einander gleich.
Wir veranschaulichen:
Es gibt unzählige eingeschriebene Winkel, die auf demselben Bogen basieren (wir haben diesen Bogen), sie mögen völlig unterschiedlich aussehen, aber sie haben alle den gleichen zentralen Winkel (), was bedeutet, dass alle diese eingeschriebenen Winkel untereinander gleich sind.
Folgerung 2
Der durch den Durchmesser eingeschlossene Winkel ist ein rechter Winkel.
Schauen Sie: Welcher Winkel ist zentral?
Sicherlich, . Aber er ist gleich! Nun, daher (sowie viele weitere eingeschriebene Winkel, die darauf ruhen) und ist gleich.
Winkel zwischen zwei Akkorden und Sekanten
Was aber, wenn der Winkel, der uns interessiert, NICHT eingeschrieben und NICHT zentral ist, sondern beispielsweise so aussieht:
oder so?
Ist es möglich, es irgendwie durch einige zentrale Winkel auszudrücken? Es stellt sich heraus, dass es möglich ist. Schauen Sie: Wir sind interessiert.
a) (als Außenecke für). Aber – beschriftet, ruht auf dem Bogen –. - beschriftet, ruht auf dem Bogen - .
Für Schönheit sagen sie:
Der Winkel zwischen den Sehnen ist gleich der Hälfte der Summe der Winkelwerte der in diesem Winkel eingeschlossenen Bögen.
Sie schreiben dies der Kürze halber, aber wenn Sie diese Formel verwenden, müssen Sie natürlich die Mittelpunktswinkel berücksichtigen
b) Und jetzt – „draußen“! Wie sein? Ja, fast das Gleiche! Erst jetzt (wieder wenden wir die Eigenschaft des Außenwinkels an). Das ist jetzt.
Und das bedeutet... Lassen Sie uns den Notizen und Formulierungen Schönheit und Kürze verleihen:
Der Winkel zwischen den Sekanten entspricht der Hälfte der Differenz der Winkelwerte der in diesem Winkel eingeschlossenen Bögen.
Nun verfügen Sie über alle Grundkenntnisse über Winkel im Zusammenhang mit einem Kreis. Machen Sie weiter, nehmen Sie die Herausforderungen an!
KREIS UND INNENWINKEL. DURCHSCHNITTSNIVEAU
Sogar ein fünfjähriges Kind weiß, was ein Kreis ist, oder? Mathematiker haben wie immer eine abstruse Definition zu diesem Thema, aber wir werden sie nicht geben (siehe), sondern uns daran erinnern, wie die mit einem Kreis verbundenen Punkte, Linien und Winkel heißen.
Wichtige Begriffe
Zuerst:
Mittelpunkt des Kreises- ein Punkt, von dem alle Punkte auf dem Kreis den gleichen Abstand haben. |
Zweitens:
Es gibt einen anderen akzeptierten Ausdruck: „Der Akkord verengt den Bogen.“ Hier in der Abbildung liegt beispielsweise die Sehne unterhalb des Bogens. Und wenn ein Akkord plötzlich durch die Mitte geht, dann hat er einen besonderen Namen: „Durchmesser“.
Wie hängen Durchmesser und Radius übrigens zusammen? Schauen Sie genau hin. Natürlich,
Und jetzt - die Namen für die Ecken.
Natürlich, nicht wahr? Die Seiten des Winkels erstrecken sich von der Mitte aus – was bedeutet, dass der Winkel zentral ist.
Hier treten manchmal Schwierigkeiten auf. Passt auf - Es ist KEIN Winkel innerhalb eines Kreises eingeschrieben, aber nur einer, dessen Scheitelpunkt auf dem Kreis selbst „sitzt“.
Schauen wir uns den Unterschied auf den Bildern an:
Anders ausgedrückt:
Hier gibt es einen heiklen Punkt. Was ist der „entsprechende“ oder „eigene“ Zentralwinkel? Nur ein Winkel mit dem Scheitelpunkt in der Mitte des Kreises und den Enden an den Enden des Bogens? Auf diese Weise sicher nicht. Schauen Sie sich die Zeichnung an.
Einer davon sieht jedoch nicht einmal wie eine Ecke aus – er ist größer. Aber ein Dreieck kann nicht mehr Winkel haben, ein Kreis aber schon! Also: Der kleinere Bogen AB entspricht einem kleineren Winkel (orange) und der größere Bogen entspricht einem größeren. Einfach so, nicht wahr?
Die Beziehung zwischen den Größen der eingeschriebenen und zentralen Winkel
Denken Sie an diese sehr wichtige Aussage:
In Lehrbüchern schreiben sie die gleiche Tatsache gerne so:
Stimmt es nicht, dass die Formulierung mit einem zentralen Winkel einfacher ist?
Aber lassen Sie uns dennoch eine Entsprechung zwischen den beiden Formulierungen finden und gleichzeitig lernen, in den Zeichnungen den „entsprechenden“ Zentralwinkel und den Bogen zu finden, auf dem der eingeschriebene Winkel „ruht“.
Schauen Sie: Hier ist ein Kreis und ein eingeschriebener Winkel:
Wo ist der „entsprechende“ Mittelpunktswinkel?
Schauen wir noch einmal:
Was ist die Regel?
Aber! In diesem Fall ist es wichtig, dass die beschrifteten und zentralen Winkel von einer Seite auf den Bogen „blicken“. Zum Beispiel:
Seltsamerweise blau! Weil der Bogen lang ist, länger als der halbe Kreis! Lassen Sie sich also nie verwirren!
Welche Konsequenz lässt sich aus der „Halbheit“ des eingeschriebenen Winkels ableiten?
Aber zum Beispiel:
Winkel durch Durchmesser begrenzt
Ist Ihnen schon aufgefallen, dass Mathematiker gerne mit anderen Worten über dasselbe sprechen? Warum brauchen sie das? Sie sehen, die Sprache der Mathematik ist zwar formal, aber lebendig, und daher möchte man sie wie in der gewöhnlichen Sprache jedes Mal auf eine bequemere Weise sagen. Nun, wir haben bereits gesehen, was „ein Winkel ruht auf einem Bogen“ bedeutet. Und stellen Sie sich vor, das gleiche Bild heißt „Ein Winkel ruht auf einer Sehne“. Auf was? Ja, natürlich, zu dem, der diesen Bogen spannt!
Wann ist es bequemer, sich auf einen Akkord als auf einen Bogen zu verlassen?
Nun, insbesondere, wenn dieser Akkord einen Durchmesser hat.
Für eine solche Situation gibt es eine überraschend einfache, schöne und nützliche Aussage!
Schauen Sie: Hier ist der Kreis, der Durchmesser und der Winkel, der darauf ruht.
KREIS UND INNENWINKEL. KURZ ÜBER DAS WICHTIGSTE
1. Grundkonzepte.
3. Messungen von Bögen und Winkeln.
Ein Bogenmaß ist ein Mittelpunktswinkel, dessen Bogenlänge gleich dem Radius des Kreises ist.
Dies ist eine Zahl, die das Verhältnis der Länge eines Halbkreises zu seinem Radius ausdrückt.
Der Umfang des Radius ist gleich.
4. Die Beziehung zwischen den Werten des eingeschriebenen und zentralen Winkels.
Nun, das Thema ist vorbei. Wenn Sie diese Zeilen lesen, bedeutet das, dass Sie sehr cool sind.
Denn nur 5 % der Menschen sind in der Lage, etwas alleine zu meistern. Und wenn Sie bis zum Ende lesen, dann sind Sie bei diesen 5 %!
Jetzt das Wichtigste.
Sie haben die Theorie zu diesem Thema verstanden. Und ich wiederhole, das... das ist einfach super! Sie sind bereits besser als die überwiegende Mehrheit Ihrer Kollegen.
Das Problem ist, dass dies möglicherweise nicht ausreicht ...
Wofür?
Für das erfolgreiche Bestehen des Einheitlichen Staatsexamens, für den Studieneintritt mit kleinem Budget und vor allem für das Leben.
Ich werde Sie von nichts überzeugen, ich sage nur eines ...
Menschen, die eine gute Ausbildung erhalten haben, verdienen viel mehr als diejenigen, die diese nicht erhalten haben. Das ist Statistik.
Aber das ist nicht die Hauptsache.
Hauptsache, sie sind GLÜCKLICHER (es gibt solche Studien). Vielleicht, weil sich ihnen viel mehr Möglichkeiten eröffnen und das Leben schöner wird? Weiß nicht...
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„Verstanden“ und „Ich kann lösen“ sind völlig unterschiedliche Fähigkeiten. Sie brauchen beides.
Finden Sie Probleme und lösen Sie sie!
Die Formel zum Ermitteln der Länge eines Kreisbogens ist recht einfach, und sehr oft gibt es bei wichtigen Prüfungen wie dem Einheitlichen Staatsexamen Probleme, die ohne ihre Verwendung nicht gelöst werden können. Es ist auch notwendig, es zu kennen, um international standardisierte Tests wie SAT und andere zu bestehen.
Wie lang ist der Kreisbogen?
Die Formel sieht so aus:
l = πrα / 180°
Was ist jedes Element der Formel:
- π - Zahl Pi (konstanter Wert gleich ≈ 3,14);
- r ist der Radius eines gegebenen Kreises;
- α ist die Größe des Winkels, in dem der Bogen ruht (zentral, nicht eingeschrieben).
Wie Sie sehen, müssen zur Lösung des Problems r und α in der Bedingung vorhanden sein. Ohne diese beiden Größen ist es unmöglich, die Bogenlänge zu ermitteln.
Wie leitet sich diese Formel ab und warum sieht sie so aus?
Alles ist extrem einfach. Viel klarer wird es, wenn man im Nenner 360° einträgt und im Zähler davor eine Zwei hinzufügt. Du kannst auch α Lassen Sie es nicht im Bruch, nehmen Sie es heraus und schreiben Sie es mit dem Multiplikationszeichen. Dies ist durchaus möglich, da dieses Element im Zähler steht. Dann sieht die Gesamtansicht so aus:
l = (2πr / 360°) × α
Der Einfachheit halber haben wir 2 und 360° gekürzt. Und wenn Sie genau hinschauen, können Sie eine sehr bekannte Formel für die Länge des gesamten Kreises erkennen, nämlich – 2πr. Der gesamte Kreis besteht aus 360°, daher teilen wir das resultierende Maß in 360 Teile. Dann multiplizieren wir mit der Zahl α, das heißt, für die Anzahl der „Stücke vom Kuchen“, die wir benötigen. Aber jeder weiß mit Sicherheit, dass eine Zahl (also die Länge des gesamten Kreises) nicht durch einen Grad geteilt werden kann. Was ist in diesem Fall zu tun? Normalerweise verringert sich der Grad in der Regel mit dem Grad des Zentralwinkels, also mit α. Danach bleiben nur noch Zahlen übrig und am Ende erhält man die endgültige Antwort.
Dies kann erklären, warum die Länge des Kreisbogens auf diese Weise ermittelt wird und diese Form hat.
Ein Beispiel für ein Problem mittlerer Komplexität unter Verwendung dieser Formel
Bedingung: Es liegt ein Kreis mit einem Radius von 10 Zentimetern vor. Das Gradmaß eines Mittelpunktswinkels beträgt 90°. Ermitteln Sie die Länge des Kreisbogens, der durch diesen Winkel gebildet wird.
Lösung: l = 10π × 90° / 180° = 10π × 1 / 2=5π
Antwort: l = 5π
Es ist auch möglich, dass anstelle eines Gradmaßes ein Bogenmaß angegeben wird. Sie sollten auf keinen Fall Angst haben, denn dieses Mal ist die Aufgabe viel einfacher geworden. Um ein Bogenmaß in ein Gradmaß umzuwandeln, müssen Sie diese Zahl mit 180° / π multiplizieren. Das bedeutet, dass wir jetzt ersetzen können α folgende Kombination: m × 180° / π. Wobei m der Bogenmaßwert ist. Und dann 180 und die Zahl π werden reduziert und man erhält eine völlig vereinfachte Formel, die wie folgt aussieht:
- m - Bogenmaß des Winkels;
- r ist der Radius eines gegebenen Kreises.