MATHE AUFGABE zu ZAHLENFOLGEN?

5 Antworten

Hallo,

für die Seiten eines rechtwinkligen Dreiecks gilt der Satz des Pythagoras:

a²+b²=c², wobei a und b die Katheten, c die Hypotenuse ist.

Die Fläche eines rechtwinkligen Dreiecks ist die Hälfte des Produktes der Länge der beiden Katheten.

Es muß also gelten: a*b/2=150 bzw. a*b=300

Nimm an, die arithmetische Folge besteht aus natürlichen Zahlen, dann würden a, b und c ein pythagoreisches Tripel ergeben, also drei natürliche Zahlen, die den Satz des Pythagoras erfüllen.

Das kleinste pythagoreische Tripel ist 3, 4 und 5, denn 3²+4²=5².

Da 3*4 allerdings nur 12 und nicht 300 ergeben, paßt das nicht.

Die gesuchte Fläche ist 25 mal so groß.

Nun bilden 3, 4 und 5 tatsächlich eine arithmetische Folge mit a0=3 und d=1.

Wenn man 3²+4²=5² mal spaßeshalber mit 25 multiplizieren würde...?

Probier mal ein wenig herum.

Herzliche Grüße,

Willy

Die drei Folgenglieder heißen a-x, x und a+x. Es gilt nach oben also

(a-x) * a = 300 und nach Pythagoras

(a-x)^2 + a^2 = (a+x)^2 , was auf

a^2 - 2ax + x^2 + a^2 = a^2 + 2ax + x^2 führt. Wegstreichen und umsortieren bringt

a^2 = 4ax, also

a = 4x.

Dies setzt man in die erste Gleichung ein und erhält

(4x-x) * (4x) = 300, also

3x * 4x = 300

<=> 12 x^2 = 300

<=> x^2 = 25

<=> x = 5 oder halt x = -5

Damit ist a = 20 oder a = -20, wobei die zweite Lösung wegfällt, da es keine negativen Seitenlängen geben kann.

Die Seiten des Dreiecks sind dann

15, 20 und 25

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung

Die drei Seitenlängen des Dreiecks bezeichne ich der Größe nach mit a[0], a[1], a[2].

Da dies die ersten drei Glieder einer arithmetischen Folge sein sollen, gibt es ein d mit:

a[1] = a[0] + d

a[2] = a[1] + d = a[0] + 2d

Das Dreieck soll rechtwinklig sein. Als Bedingung dafür erhält man:

a[0]² + a[1]² = a[2]²

a[0]² + (a[0] + d)² = (a[0] + 2d)²

Da der Flächeninhalt des rechtwinkligen Dreiecks 150 cm² betragen soll, erhält man:

1/2 * a[0] * a[1] = 150 cm²

1/2 * a[0] * (a[0] + d) = 150 cm²

Die beiden so erhaltenen Gleichungen ...

a[0]² + (a[0] + d)² = (a[0] + 2d)²

1/2 * a[0] * (a[0] + d) = 150 cm²

... bilden ein Gleichungssystem, welches man lösen kann. Man erhält a[0] = 15 und d = 5.

Damit sind die Seitenlängen gegeben durch:

a[0] = 15
a[1] = 20
a[2] = 25

Für die Zahlenfolge erhält man ...

a[n+1] = a[n] + 5 mit a[0] = 15

... als ein implizites Bildungsgesetz bzw. ...

a[n] = 15 + n * 5

... als ein explizites Bildungsgesetz.


mihisu  04.09.2018, 19:31

Wobei man anmerken muss, dass ich am Anfang die Folgenglieder a[0], a[1], a[2] in aufsteigender Reihenfolge angegeben habe. Es gibt noch eine zweite Möglichkeit, nämlich das a[0], a[1], a[2] die Folgenglieder in absteigender Reihenfolge sein sollen. Dann erhält man nach einer analogen Rechnung ...

a[0] = 25
a[1] = 20
a[2] = 15

a[n+1] = a[n] - 5 mit a[0] = 25

a[n] = 25 - n * 5

Es wäre also auch diese zweite Folge möglich, so dass die Aufgabe nicht eindeutig lösbar ist.

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mihisu  04.09.2018, 19:43

Nachtrag: Ich habe die Einheiten vergessen. Ich habe alles in Zentimetern (cm) gerechnet.

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a² + b² = c² und a*b/2 = 150

mit etwas rumprobieren kommst Du auf: a=15, b=20, c=25

Die Bildungsregel ist: "immer 5 mehr"


einunddreiziger 
Beitragsersteller
 04.09.2018, 19:08

und was ist mit der geometrischen Zahlenfolge

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Wie lautet die "Formel" einer arithmetischen Zahlenfolge und dieses b must du für die 3 Seiten einsetzen! Denke nach oder schau besser nach!