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Beweis das die Konstruktion zum Ziel führt

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Tags: Beweis, Konstruktion, Kreis

 
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Kuma166

Kuma166 aktiv_icon

20:08 Uhr, 07.07.2018

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Hallo zusammen!

Ich brauche Hilfe, um zu beweisen, dass meine Konstruktion zum gewünschten Ziel führt.

Konstruiert werden sollen Kreise, die eine gegebene Gerade und einen gegebenen Kreis berühren und durch einen vorgegeben Punkt verlaufen (Apollonius PLC).

Meine Konstruktionsbeschreibung für den Fall, dass r2<r1:

Fällen des Lotes l von M1 auf g. Konstruieren der Geraden g', die parallel zu g verläuft, den Abstand r2 zu dieser aufweist und nicht in der gleichen Halbebene bezüglich g liegt, wie k1 und k2. Schlagen des Kreises k3 um M1 mit Radius r1-r2. l schneidet g' im Punkt V und k3 in den Punkten U und W, wobei U und W so gewählt werden, dass W auf UV liegt.
Konstruieren der Gerade g(UM2) und des Kreises k5, der durch V,W und M2 verläuft.
g(UM2) schneidet die Gerade g', der Schnittpunkt heiße S. Konstruieren einer Tangente t an den Kreis k5, die durch S verläuft. t berührt k5 im Punkt S'. Schlagen des Kreises um S mit Radius SS', dieser schneidet g' in den Punkten B und B'. Konstruieren der Senkrechten s und s' zu g', die durch B beziehungsweise B' verlaufen. Benennen des Schnittpunkts von s und g mit T und des Schnittpunkts von s' und g mit T'.
Schneidet die Gerade g(UM2) den Kreis k5 neben M2 in einem weiteren Punkt, dann Benennen dieses Punktes mit M2'. Konstruieren der Mittelsenkrechten m zur Strecke M2M2'. s und m schneiden sich im Punkt M,s' und m im Punkt M'. Schlagen der Kreise k um M mit Radius MT und k' um M' mit Radius M'T'.

Dabei liegt M2 nicht auf l und g(UM2) schneidet die Gerade g' und schneidet k5.

Ich habe bisher verschiedene Ideen verfolgt basierend auf dem Sekantensatz und Ähnlichkeitsbeweisen, ich habe auch in Betracht gezogen, die Konstruktion an den Beweis "anzupassen", damit dieser einfacher wird. Optimal ist ein Lösungsweg, der auf elementargeometrischen Betrachtungen beruht. Wegen meinen Vorbetrachtungen kann ich davon ausgehen, dass MT senkrecht zu g verläuft und k die Gerade g somit im Punkt T berührt, analog für k'.

3.2.7 Konstruktion r_2 kleiner r_1

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Kreiszahl (Mathematischer Grundbegriff)
Kreis (Mathematischer Grundbegriff)
Elementare Kreisteile (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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ledum

ledum aktiv_icon

21:14 Uhr, 07.07.2018

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Hallo
1.ich nehm mal an, r1 ist der Radius des gegebenen Kreises? r2 kann nicht der des gesuchten sein da du ja r1-r2 verwendest? was ist r2?
2. wo in deiner Konstruktion ist der gegebene Punkt? 3. welches ist der gegebene Kreis k? soll der g berühren?
Deshalb bin ich nicht weiter gekommen
Gruß ledum
Kuma166

Kuma166 aktiv_icon

00:03 Uhr, 08.07.2018

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Mist! Ich bin Schlag mich schon viel zu lang mit dem Thema rum.

Was ich suche ist k bzw. k’, die die gegebenen Objekte berühren sollen. Gegeben ist der Kreis k1, dieser hat Radius r1 und Mittelpunkt M1, der Kreis k2, dieser hat Radius r2 und Mittelpunkt M2, und die Gerade g ist gegeben (also LCC).

Dies kann man aber vereinfachen zu PLC, wobei g’ die Gerade, M2 der Punkt und k1 der Kreis ist, von denen ausgegangen wird.

Ich hoffe, jetzt ist es verständlich geworden...
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Respon

Respon

11:09 Uhr, 08.07.2018

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Mögliche Konstruktion über Kegelschnitte als Ortslinien.
Gegeben: Kreis k( grün ), Gerade g( grün ) und Punkt P( blau ).
Die Mittelpunkte aller Kreise, die durch P gehen und die Gerade berühren liegen auf einer Parabel p( rot mit Brennpunkt P und Leitlinie g).
Die Mittelpunkte aller Kreise, die durch P gehen und den Kreis berühren ( außen und innen ) liegen auf einer Hyperbel h( blau ). Konstruktion mit Mittelpunkt, Scheitel, Halbachse und einen Hyperbelpunkt H.
Die Schnittpunkte der Parabel mit der Hyperbel liefern die Mittelpunkte der gesuchten Kreise ( gelb )

Berührung
Kuma166

Kuma166 aktiv_icon

12:20 Uhr, 08.07.2018

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Das ist nicht das was ich suche. Im zweiten Beitrag habe ich meine Fragestellung korrigiert. Meine Konstruktionsvorschrift ist für den Fall gedacht, dass zwei Kreise und eine Gerade gegeben sind und der gesuchte Kreis die gegebenen Objekte berührt.

Außerdem bin ich zwar bereit, meine Konstruktionsvorschrift zu ändern, wenn das hilfreich für den Beweis ist, dass die Konstruktion funktioniert, aber dabei müssen die Schritte immernoch mit Zirkel und Lineal ausführbar sein und auf elementargeometrischen Überlegungen basieren (keine Inversion oder so).
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