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Aufgabe:

Ein Beobachter, der sich auf einem Turm \( 18 \mathrm{~m} \) über der Fläche eines Sees befindet, beobachtet einen Ballon unter einem Höhenwinkel von \( \alpha=54,537^{\circ} \) und dessen Spiegelbild im Wasser unter einem Tiefenwinkel von \( \beta=57,68^{\circ} \).

Wir ermitteln, wie hoch sich der Ballon über dem See befindet.

Wir arbeiten mit den beiden eingezeichneten rechtwinkeligen Dreiecken:

1. \( \tan \alpha=\frac{x}{y} \)

\( \begin{aligned} \text { 2. } \tan \beta &=\frac{x+36}{y}, \text { also } \\ \frac{\tan \alpha}{\tan \beta} &=\frac{x}{x+36} \\ x &=\frac{36 \cdot \tan \alpha}{\tan \beta-\tan \alpha} \approx 285,92 \end{aligned} \)

Der Ballon befindet sich etwa \( 286 \mathrm{~m}+18 \mathrm{~m} \), also etwa \( 304 \mathrm{~m} \) über dem Seespiegel.

blob.png


Ansatz/Problem:

Grundsätzlich verstehe ich das Beispiel, welches sich als Bild bei meiner Frage befindet.

Was ich allerdings nicht weiß ist wie man nach Schritt 1 und 2 die Formel so umformt das man x erhält.

Es wäre nett wenn mir jemand die Umformschritte erklären bzw. einfach nur aufschreiben kann.

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Beste Antwort
Das ist eigentlich nur einfaches Umformen:
tan α / tan β = (x / y) / ((x + 36) / y) = (x / y) * (y / (x + 36)) = x / (x + 36)

Dann hast du also:
tan α / tan β = x / (x + 36)        | * (x + 36) * tan β
tan α * (x + 36) = x * tan β
tan α * x + tan α * 36 = x * tan β     | - tan α * x
tan α * 36 = x * tan β - x * tan α
tan α * 36 = x * (tan β - tan α)         | / (tan β - tan α)

x = (tan α * 36) / (tan β - tan α)
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Vielen Dank nochmal

jetzt ist alles klar ;)

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