Mathematik zum Wochenende – Lösung
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Hallo in die Runde!
> Wir zerlegen das Quadrat *EBFG* mit Parallelen zu *AB* und *AD* in 4 Dreiecke und ein Quadrat.
Oder mit einer Zerlegung in ein Parallelogramm und zwei kongruente Dreiecke:
[](/images/e3d95d0e-bd95-4183-90ae-a83011fab577.png)
Mit *AB* = 4 und *AE* = *a* ergibt sich für das Parallelogramm der Flächeninhalt
(4 + *d*) × (4 − *a*) und für die beiden Dreiecke zusammen
(4 + *d*) × *a*, für die Gesamtfläche also (4 + *d*) × 4 = 16 + 4*d*.
Dies muss 17 sein, also ist 4*d* = 1.
Nach dem Höhensatz ist aber 4*d* = *a*², somit it *a* = 1.
Entsprechend zeigt man, dass *BH* = *b* = 2 ist:
[](/images/2a97f6a0-b802-4bac-8fcf-0bb14c795c01.png)
Zusatzaufgaben:
> Hat jemand eine Lösung ohne Rechnen mit Koordinaten, sondern rein geometrisch?
Ich benenne die Punkte (außer S) wie in deiner Lösung:
[](/images/0f333fca-4297-4069-9792-fa556509e163.png)
Sei *S* der Schnittpunkt von *AD* mit *LK*.
Da die Winkel <*LAS* und <*BAH* gleich sind - sie ergänzen jeweils <*HAS* zu einem Rechten - sind die rechtwinkligen Dreiecke *LAS* und *BAH* ähnlich. DA *HB* = *AB*/2 ist, folgt *SL* = *LA*/2 = *LK*/2.
*S* ist daher der Mittelpunkt von *LK*.
Wegen der Kongruenz der roten Dreiecke *EAB*, *BQF*, *FRG* und *GTE* ist *BQ* = *EA* = 1, also *AQ* = *AT* = 5 und daher *T* derselbe Punkt wie *S*.
Folglich sind *SG* und *LD* parallel, und nach dem Strahlensatz folgt
*KD* : *KG* = *KL* : *KS* = 2 : 1, also *GD* : *KG* = 1 : 1.
[](/images/9d870c85-9b28-449d-bacd-31a7fe6528ac.png)
Die fünf farbigen rechtwinkligen Dreiecke sind kongruent (mit den Kathetenlängen 1 und 4). Daher sind die Strecken *GP* und *IH* gleich lang und parallel, d.h. *PHIG* ist ein Parallelogramm.
Es folgt: *GI* ist parallel zu *PH* und daher auch zu *LK*.