Lösung zur Frühstückspause
bearbeitet von@@Gunnar Bittersmann
> > Ein Eckpunkt des Quadrates teilt die Hypothenuse in die Abschnitte[^1] _u_ und _v_.
> >
> > Man zeige, dass gilt:
> >
> > $$q^2 = \frac{\left( uv\right) ^2}{u^2+v^2}$$
>
> Jetzt sitz ich schon 5 Minuten an der Aufgabe und hab’s immer noch nicht. Ich brauch erstmal eine Pause von der Frühstückspause.
Jetzt aber Schluss mit Pause!
Wir erinnern uns:
$$q = \frac{ab}{a + b}$$
Pythagoras rausgekramt:
$$\begin{align} u^2 & = \left( a - q \right)^2 +q^2\\
& = a^2 - 2aq + 2q^2\\
& = a^2 - 2a \frac{ab}{a+b} + 2 \frac{a^2 b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^2 \left( a + b \right)^2}{\left( a + b \right)^2} - \frac{2a^2b \left( a + b \right)}{\left( a + b \right)^2} + \frac{2a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^4 + 2a^3b + a^2b^2 - 2a^3b - 2a^2b^2 + 2a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^4 + a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^2 \left(a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2} \end{align}$$
Analog:
$$v^2 = \frac{b^2 \left( a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2}$$
Mit
$$\begin{align}u^2 + v^2 & = \frac{\left( a^2 + b^2 \right) \left( a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{\left( a^2 + b^2 \right)^2}{\left( a + b \right)^2} \end{align}$$
ergibt sich
$$\begin{align}\frac{u^2v^2}{u^2 + v^2} & = \frac{a^2b^2 \left( a^2 + b^2 \right)^2}{\left( a + b \right)^4} \cdot \frac{\left( a + b \right)^2}{\left( a^2 + b^2 \right)^2}\\
& = \frac{a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = q^2 \end{align}$$
Jetzt sagt nicht, dass das auch einfacher ohne ellenlange Rechung geht!
LLAP 🖖
--
_“I love to go to JS conferences to speak about how to avoid using JavaScript. Please learn CSS & HTML to reduce your JS code bloat.”_{: lang="en"} —Estelle Weyl
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> > Ein Eckpunkt des Quadrates teilt die Hypothenuse in die Abschnitte[^1] _u_ und _v_.
> >
> > Man zeige, dass gilt:
> >
> > $$q^2 = \frac{\left( uv\right) ^2}{u^2+v^2}$$
>
> Jetzt sitz ich schon 5 Minuten an der Aufgabe und hab’s immer noch nicht. Ich brauch erstmal eine Pause von der Frühstückspause.
Jetzt aber Schluss mit Pause!
Wir erinnern uns:
$$q^2 = \frac{a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}$$
Pythagoras rausgekramt:
$$\begin{align} u^2 & = \left( a - q \right)^2 +q^2\\
& = a^2 - 2aq + 2q^2\\
& = a^2 - 2a \frac{ab}{a+b} + 2 \frac{a^2 b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^2 \left( a + b \right)^2}{\left( a + b \right)^2} - \frac{2a^2b \left( a + b \right)}{\left( a + b \right)^2} + \frac{2a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^4 + 2a^3b + a^2b^2 - 2a^3b - 2a^2b^2 + 2a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^4 + a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^2 \left(a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2} \end{align}$$
Analog:
$$v^2 = \frac{b^2 \left( a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2}$$
Mit
$$\begin{align}u^2 + v^2 & = \frac{\left( a^2 + b^2 \right) \left( a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{\left( a^2 + b^2 \right)^2}{\left( a + b \right)^2} \end{align}$$
ergibt sich
$$\begin{align}\frac{u^2v^2}{u^2 + v^2} & = \frac{a^2b^2 \left( a^2 + b^2 \right)^2}{\left( a + b \right)^4} \cdot \frac{\left( a + b \right)^2}{\left( a^2 + b^2 \right)^2}\\
& = \frac{a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = q^2 \end{align}$$
Jetzt sagt nicht, dass das auch einfacher ohne ellenlange Rechung geht!
LLAP 🖖
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Lösung zur Frühstückspause
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> > Ein Eckpunkt des Quadrates teilt die Hypothenuse in die Abschnitte[^1] _u_ und _v_.
> >
> > Man zeige, dass gilt:
> >
> > $$q^2 = \frac{\left( uv\right) ^2}{u^2+v^2}$$
>
> Jetzt sitz ich schon 5 Minuten an der Aufgabe und hab’s immer noch nicht. Ich brauch erstmal eine Pause von der Frühstückspause.
Jetzt aber Schluss mit Pause!
Wir erinnern uns:
$$q^2 = \frac{a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}$$
Pythagoras rausgekramt:
$$\begin{align} u^2 & = \left( a - q \right)^2 +q^2\\
& = a^2 - 2aq + 2q^2\\
& = a^2 - 2a \frac{ab}{a+b} + 2 \frac{a^2 b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^2 \left( a + b \right)^2}{\left( a + b \right)^2} - \frac{2a^2b \left( a + b \right)}{\left( a + b \right)^2} + \frac{2a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^4 + 2a^3b + a^2b^2 - 2a^3b - 2a^2b^2 + 2a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^4 + a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{a^2 \left(a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2} \end{align}$$
Analog:
$$v^2 = \frac{b^2 \left( a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2}$$
Mit
$$\begin{align}u^2 + v^2 & = \frac{\left( a^2 + b^2 \right) \left( a^2 + b^2 \right)}{\left( a + b \right)^2}\\
& = \frac{\left( a^2 + b^2 \right)^2}{\left( a + b \right)^2} \end{align}$$
ergibt sich
$$\begin{align}\frac{u^2v^2}{u^2 + v^2} & = \frac{a^2b^2 \left( a^2 + b^2 \right)^2}{\left( a + b \right)^4} \cdot \frac{\left( a + b \right)^2}{\left( a^2 + b^2 \right)^2}\\
& = \frac{a^2b^2}{\left( a + b \right)^2}\\
& = q^2 \end{align}$$
LLAP 🖖
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