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Aufgabe:

Beweisen Sie unter Nutzung des Satzes von Thales und des Umfangwinkelsatzes die
folgende Aussage:
Die Höhen eines Dreiecks sind die Winkelhalbierenden des Dreiecks, das man erhält,
wenn man alle drei Höhenfußpunkte (Schnittpunkte der Höhen mit der zugehörigen
Dreiecksseite) zu einem Dreieck verbindet.


(Der Umfangwinkelsatz lautet: Seien A und B zwei verschiedene Punkte der Ebene. Durch jeden Punkt P außerhalb von AB kann der
Umkreis des Dreiecks ABP konstruiert werden. Sei M der Mittelpunkt dieses Kreises.
Dann ist der Umfangswinkel ∢(APB) halb so groß wie der Mittelpunktswinkel ∢(AMB), den die Radien
AM und BM auf dem P abgewandten Teil des Kreises einschließen.)


Problem/Ansatz:

Ich habe mir eine Skizze gemacht, komme aber leider auch hier nicht weiter, da ich nicht weiß, wo ich anfangen soll, an welcher Stelle ich die Sätze anwenden sollte o.ä.

Ich würde mich über eine Anregung für den Start freuen.


IMG_0617.PNG

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Hallo,

Der Höhenschnittpunkt sei \(H\). Betrachte zunächst die beiden rechtwinkligen Dreiecke \(\triangle BHH_c\) (gelb) und \(\triangle HBH_a\) (rot) mit der gemeinsamen Hypotenuse \(HB\).

blob.png

nach dem Satz des Thales ist der Mittelpunkt \(K_b\) des Umkreises dieser beiden Dreiecke der Mittelpunkt der Hypotenuse. Daraus folgt, dass es sich bei dem Viereck \(H_cBH_aH\) um ein Sehnenviereck handelt. Alle vier Punkte liegen auf einem gemeinsamen Kreis.

blob.png

Der Winkel \(\angle HBH_c\) (grün bei \(B\)) ist Umfangswinkel über der Sehne \(HH_c\) (schwarz). Und nach dem Umfangswinkelsatz ist dieser gleich groß zum Winkel \(\angle HH_aH_c\) (grün bei \(H_a\)). Entsprechendes gilt für die Winkel \(\angle H_bH_aH\) und \(\angle H_bCH\) (beide blau) über der Sehne \(H_bH\).

Und da die beiden rechtwinkligen Dreiecke \(\triangle ABH_b\) und \(\triangle CAH_c\) einen gemeinsamen Winkel \(\alpha\) (rot) haben, sind auch die Winkel \(\angle H_bBA\) (grün) und \(\angle ACH_c\) (blau) gleich groß. Folglich ist die Höhe durch \(AH_a\) (gelb) gleichzeitig die Winkelhalbierende von \(\angle H_bH_aH_c\).

Das gleiche gilt selbstverständlich für alle drei Höhen.

Gruß Werner

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Vielen vielen Dank!

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