Gegeben sind die Punkte \(A(1|1)\) und \(B(5|1)\). Ein Punkt \(P\) bewegt sich auf der Mittelsenkrechten der Strecke \(\overline{AB}\) von unten nach oben. Er startet bei der Position \(P(3|1{,}5)\) und wandert bis \(P(3|6)\).
a) Untersuche durch Zeichnen und Messen, wie sich die Größe des Winkels \(\angle APB\) verändert, wenn \(P\) immer weiter nach oben wandert. Gib die Winkelarten für \(P(3|1{,}5)\), \(P(3|3)\) und \(P(3|5)\) an.
b) Gibt es eine Position für \(P\), an der ein rechter Winkel entsteht? Wenn ja, gib die Koordinaten dieses Punktes an.
Denkanstöße
- Was passiert mit der Öffnung zwischen den Linien \(PA\) und \(PB\), wenn der Punkt \(P\) sehr nah an der Grundlinie liegt?
- Was passiert mit der Öffnung, wenn \(P\) sehr weit weg ist?
- Benutze dein Geodreieck, um den Punkt auf der senkrechten Linie zu finden, der genau mit den \(90^\circ\)-Markierungen auf \(A\) und \(B\) passt.
Lösung
1. Zeichnen der Punkte \(A(1|1)\), \(B(5|1)\) und der vertikalen Linie bei \(x=3\).
2. Messen der Winkel an den angegebenen Stellen: Bei \(P(3|1{,}5)\) ist der Winkel ca. \(152^\circ\) (stumpf). Bei \(P(3|3)\) ergibt die Messung genau \(90^\circ\) (recht). Bei \(P(3|5)\) ist der Winkel ca. \(53^\circ\) (spitz).
3. Feststellung: Je weiter sich der Punkt \(P\) von der Strecke \(\overline{AB}\) nach oben entfernt, desto kleiner wird die Weite des Winkels \(\angle APB\).
4. Identifikation der Position für den rechten Winkel: Dies ist der Punkt \(P(3|3)\).
Antwort
a) Der Winkel wird immer kleiner, je weiter sich \(P\) nach oben bewegt. Bei \(P(3|1{,}5)\) ist er stumpf, bei \(P(3|3)\) rechtwinklig und bei \(P(3|5)\) spitz.
b) Ja, an der Position \(P(3|3)\) ist der Winkel \(\angle APB\) ein rechter Winkel.