Satz des Pythagoras in der Ebene

Um Streckenlängen in ebenen Figuren zu berechnen, hilft es, Figuren so zu zerlegen, dass rechtwinklige Dreiecke entstehen.
Dann kann der Satz des Pythagoras verwendet werden.

Diagonale im Rechteck

Gegeben ist das nebenstehende Rechteck mit den Seitenlängen \(a\) und \(b\) und der Diagonale \(d.\) Die Diagonale bildet mit \(a\) und \(b\) ein rechtwinkliges Dreieck.
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Es gilt \(d^2=a^2+b^2.\) Damit erhält man die Formel, um die Länge der Diagonale zu berechnen: \(d=\sqrt{a^2+b^2}.\)

Formel: Diagonale

\(d=\sqrt{a^2+b^2}\)

Diagonale im Quadrat

Gegeben ist das untenstehende Quadrat mit der Seitenlänge \(a\) und der Diagonale \(d.\) Die Diagonale bildet mit den beiden anliegenden Seiten ein rechtwinkliges Dreieck.
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Auch hier wird die Formel des Satz des Pythagoras umgestellt, um die Länge der Diagonale zu berechnen:
\(\begin{array}[t]{rll}
d^2&=& a^2+a^2 &\\[5pt]
d^2&=& 2a^2 &\quad \scriptsize \mid\;\sqrt{\,\,} \\[5pt]
d&=&\sqrt{2a^2} \\[5pt]
d&=& a\cdot \sqrt{2}  \\[5pt]
\end{array}\)

Formel: Diagonale

\(d=a\cdot \sqrt{2}\)

Höhe eines gleichseitigen Dreiecks

Gegeben ist ein gleichseitiges Dreieck der Seitenlänge \(a.\)
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Durch Einzeichnen der Höhe ergibt sich ein rechtwinkliges Dreieck mit \(a,\,h\) und \(\dfrac{1}{2}\cdot a.\)
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Damit lässt sich nun die Formel des Satz des Pythagoras so umstellen, dass die Höhe berechnet werden kann:
\(h^2+\left(\dfrac{1}{2}\cdot a\right)^2= a^2 \quad\quad\quad\quad\quad \scriptsize \mid\; -\left(\dfrac{1}{2}\cdot a\right)^2\)
\(\begin{array}[t]{rll}
h^2&=& a^2-\left(\dfrac{1}{2}\cdot a\right)^2&\quad \scriptsize \mid\; \sqrt{\,\,}\\[5pt]
h&=& \sqrt{a^2-\left(\dfrac{1}{2}\cdot a\right)^2}  \\[5pt]
h&=& \sqrt{\dfrac{3}{4}\cdot a^2} \\[5pt]
h&=& \dfrac{1}{2}\cdot \sqrt{3}\cdot a \\[5pt]
\end{array}\)

Formel: Höhe

\(h=\dfrac{1}{2}\cdot \sqrt{3}\cdot a\)