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Rechtwinkliges Dreieck – Rechner

Aktualisiert:

Berechnen Sie ein rechtwinkliges Dreieck aus zwei bekannten Größen, darunter mindestens eine Seite. Geben Sie Seitenlängen, einen spitzen Winkel, die Fläche oder den Umfang ein und ermitteln Sie alle übrigen Größen.

Rechtwinkliges Dreieck aus zwei Angaben berechnen

Eingabefelder
a
Gegenüberliegender Winkel α. Geben Sie Längen in derselben Einheit ein.
b
Gegenüberliegender Winkel β.
c
α
°
Winkel gegenüber der Kathete a; muss zwischen 0° und 90° liegen.
β
°
Winkel gegenüber der Kathete b; muss zwischen 0° und 90° liegen.
A
Optionaler bekannter Wert, in Flächeneinheiten.
P
Optionaler bekannter Wert, in derselben Längeneinheit wie die Seiten.
Wenn aktiviert, wird das Ergebnis automatisch aktualisiert, sobald Sie einen Wert ändern.

Formeln für das rechtwinklige Dreieck

Formel
\[\begin{aligned}c&=\sqrt{a^2+b^2}, & A&=\frac{ab}{2}, & P&=a+b+c\\ \alpha&=\arctan\!\left(\frac{a}{b}\right), & \beta&=90^\circ-\alpha\\ h&=\frac{ab}{c}, & r&=\frac{ab}{P}, & R&=\frac{c}{2}\end{aligned}\]

Dabei bedeuten:

  • \(a\) und \(b\) — die Katheten, die den Winkeln \(\alpha\) bzw. \(\beta\) gegenüberliegen
  • \(c\) — die Hypotenuse, sie liegt dem rechten Winkel gegenüber
  • \(A\) — die Fläche; \(P\) — der Umfang
  • \(h\) — die Höhe vom Scheitel des rechten Winkels auf die Hypotenuse
  • \(r\) — der Inkreisradius; \(R\) — der Umkreisradius

Der Satz des Pythagoras und die Trigonometrie bestimmen die Seiten und die spitzen Winkel. Ist das Dreieck einmal gelöst, ergeben sich Fläche, Umfang, Höhe und die Kreisradien ebenfalls aus seinen Seiten.

Rechtwinkliges Dreieck – Berechnungsbeispiel

Beispiel: Die voreingestellten Werte sind Kathete a = 3 und Kathete b = 4. Ermitteln Sie die übrigen Größen.

\[c=\sqrt{3^2+4^2}=5,\qquad \alpha=\arctan\!\left(\frac{3}{4}\right)\approx36.8699^\circ,\qquad \beta\approx53.1301^\circ\]

\[A=\frac{3\cdot4}{2}=6,\qquad P=3+4+5=12\]

\[h=\frac{3\cdot4}{5}=2.4,\qquad r=\frac{3\cdot4}{12}=1,\qquad R=\frac{5}{2}=2.5\]

Ergebnis: Die Seiten betragen 3, 4 und 5 Längeneinheiten; die spitzen Winkel sind ungefähr 36,8699° und 53,1301°. Die Fläche beträgt 6 Flächeneinheiten, der Umfang 12 Längeneinheiten.

So verwenden Sie den Rechner

  1. Geben Sie zwei bekannte Größen ein, darunter mindestens eine Seite. Die Eingabefelder für die Seiten sind Kathete a, Kathete b und Hypotenuse c. Die Kathete a liegt dem Winkel α gegenüber, die Kathete b dem Winkel β.
  2. Für eine Berechnung aus Seite und Winkel geben Sie eine Seite sowie Winkel α oder Winkel β in Grad ein. Alternativ kombinieren Sie eine Seite mit der Fläche oder dem Umfang. Geben Sie alle Seitenlängen in derselben Einheit und die Fläche in der zugehörigen Flächeneinheit ein.
  3. Löschen Sie die voreingestellten Werte in Kathete a und Kathete b, wenn sie nicht zu Ihren bekannten Größen gehören. Felder, die Sie nicht verwenden möchten, lassen Sie leer.
  4. Lesen Sie unter Berechnetes Dreieck die Seiten, die Winkel in Grad und Radiant, die Fläche, den Umfang, die Höhe auf die Hypotenuse, den Inkreisradius und den Umkreisradius ab. Unter Verwendete Eingaben sehen Sie, welche Angaben das Ergebnis bestimmt haben.

Was das Ergebnis bedeutet

Ein rechtwinkliges Dreieck hat einen 90°-Winkel. An diesem Winkel stoßen die beiden Katheten aneinander, und die Hypotenuse ist die ihm gegenüberliegende Seite. Die spitzen Winkel α und β ergänzen sich zu 90°. Zwei passende Größen – mindestens eine davon eine Seite – legen in der Regel sowohl die Form als auch die Größe des Dreiecks fest. Zwei Winkel allein bestimmen nur die Form, nicht aber die Seitenlängen.

Die Hypotenuse lässt sich aus zwei Katheten mit \(a^2+b^2=c^2\) berechnen. Sind eine Kathete und ein spitzer Winkel bekannt, verbinden die trigonometrischen Verhältnisse sie mit den übrigen Seiten, zum Beispiel \(\tan\alpha=a/b\) und \(\sin\alpha=a/c\). Wenn Sie gezielt mit diesen Beziehungen rechnen möchten, eignen sich der Rechner zum Satz des Pythagoras oder der Trigonometrie-Rechner.

Die Fläche ist halb so groß wie das Produkt der Katheten, weil diese zueinander senkrecht als Grundlinie und Höhe dienen. Die angegebene Höhe auf die Hypotenuse ist eine andere Höhe: Sie verläuft vom Scheitel des rechten Winkels zur Hypotenuse. Der Inkreisradius ist der Radius eines Kreises, der alle drei Seiten berührt; der Umkreisradius gehört zum Kreis durch alle drei Eckpunkte. In einem rechtwinkligen Dreieck ist der Umkreisradius immer halb so lang wie die Hypotenuse. Falls Sie nur die Fläche aus anderen Dreiecksgrößen benötigen, nutzen Sie den Rechner für die Dreiecksfläche.

Eingaberegeln und praktische Grenzen

Geben Sie positive, endliche Werte ein. Jeder spitze Winkel muss größer als 0° und kleiner als 90° sein, und die Hypotenuse muss länger sein als jede bekannte Kathete. Auch eine Seite in Kombination mit Fläche oder Umfang muss ein mögliches rechtwinkliges Dreieck beschreiben; andernfalls meldet der Rechner einen Fehler.

Der Rechner verwendet nur zwei eingegebene Werte. Er greift auf die ersten beiden verfügbaren Seiten in der Reihenfolge Kathete a, Kathete b, Hypotenuse c zurück. Wird nur eine Seite eingegeben, kombiniert er sie mit dem ersten verfügbaren Wert in dieser Reihenfolge: Winkel α, Winkel β, Fläche, Umfang. Weitere Eingaben werden ignoriert, statt auf Widersprüche geprüft zu werden – leeren Sie daher nicht benötigte Felder und werfen Sie einen Blick auf Verwendete Eingaben.

Auch eine Hypotenuse in Kombination mit Fläche oder Umfang kann zwei Benennungen derselben Form zulassen: Werden die Katheten a und b vertauscht, tauschen auch die Winkel α und β die Plätze. Ergebnis und maßstäbliche Zeichnung zeigen die Variante mit \(a\leq b\); ein Hinweis unter Verwendete Eingaben kennzeichnet, wenn die vertauschte Variante ebenfalls möglich ist. Die Zeichnung ist so skaliert, dass sie die Proportionen zeigt – sie liefert keine Maße in der Größe, in der sie auf dem Bildschirm erscheint.

Häufig gestellte Fragen

Wie finde ich eine fehlende Kathete, wenn die Hypotenuse und die andere Kathete bekannt sind?

Ziehen Sie das Quadrat der bekannten Kathete vom Quadrat der Hypotenuse ab und ziehen Sie anschließend die Quadratwurzel. Bei einer Hypotenuse von 13 und einer Kathete von 5 beträgt die fehlende Kathete \(\sqrt{13^2-5^2}=12\). Ist die bekannte Kathete gleich lang oder länger als die Hypotenuse, können diese Angaben kein rechtwinkliges Dreieck bilden.

Wie berechne ich ein rechtwinkliges Dreieck von Hand aus einer Seite und einem Winkel?

Wählen Sie je nach Lage der bekannten Seite zum Winkel ein passendes trigonometrisches Verhältnis. Beträgt beispielsweise die Hypotenuse 10 und ein spitzer Winkel 30°, dann ist die gegenüberliegende Kathete \(10\sin 30^\circ=5\) und die anliegende Kathete \(10\cos 30^\circ\approx8.66\). Stellen Sie Ihren Taschenrechner auf Grad (DEG) ein, wenn der Winkel in Grad angegeben ist.

Wie prüfe ich, ob drei gemessene Seiten ein rechtwinkliges Dreieck bilden?

Bestimmen Sie die längste Seite und vergleichen Sie ihr Quadrat mit der Summe der Quadrate der beiden anderen Seiten. Die Längen 6, 8 und 10 erfüllen die Bedingung, weil \(6^2+8^2=10^2\). Bei realen Messungen können wegen Rundung oder Messfehlern leichte Abweichungen auftreten; eine ungefähre Übereinstimmung ist daher kein Beweis für einen exakten rechten Winkel.

Was ist besonders an einem rechtwinkligen Dreieck mit den Winkeln 45°, 45° und 90°?

Seine beiden Katheten sind gleich lang, weshalb jeder spitze Winkel 45° beträgt und die Hypotenuse das \(\sqrt{2}\)-Fache einer Kathete ist. Bei Katheten der Länge 7 beträgt die Hypotenuse \(7\sqrt{2}\approx9.90\). Bei fester Hypotenuse ist es außerdem das rechtwinklige Dreieck mit der größten möglichen Fläche; macht man eine Kathete länger als die andere, wird die Fläche kleiner.

Kann ich eine Seite in Zentimetern und eine andere in Metern eingeben?

Rechnen Sie vor der Berechnung alle Längen auf eine Einheit um. 50 cm und 1 m sollten Sie zum Beispiel als 50 cm und 100 cm oder als 0,5 m und 1 m eingeben. Flächen verwenden das Quadrat dieser Einheit: \(10{,}000\text{ cm}^2=1\text{ m}^2\). Winkel werden in Grad eingegeben; zur Umrechnung von Radiant in Grad multiplizieren Sie mit \(180/\pi\).

Warum liefert ein Dreieck mit einem sehr kleinen Winkel womöglich ein unerwartetes Ergebnis?

Ein sehr kleiner spitzer Winkel ergibt ein schmales Dreieck, in dem eine Kathete im Vergleich zur anderen winzig sein kann. Kleine Rundungsänderungen am Winkel oder an einer Seite können diese winzige Kathete dann spürbar verändern. Arbeiten Sie mit möglichst genauen Messwerten und runden Sie Zwischenergebnisse nicht. Ein Winkel von exakt 0° oder 90° ergibt kein echtes rechtwinkliges Dreieck.

Gibt es eine Obergrenze für die Fläche, wenn nur die Hypotenuse bekannt ist?

Ja. Bei einer Hypotenuse der Länge \(c\) kann die Fläche höchstens \(c^2/4\) betragen. Dieser Höchstwert wird erreicht, wenn beide Katheten gleich lang sind. Eine Hypotenuse von 10 erlaubt zum Beispiel höchstens eine Fläche von 25 Flächeneinheiten. Jede kleinere positive Fläche legt die Kathetenlängen fest, wobei das Label \(a\) jeder der beiden Katheten zugeordnet werden kann.

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