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Satz des Pythagoras

Berechnen Sie Hypotenuse oder Kathete.

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Leitfaden: Satz des Pythagoras

The Pythagorean theorem is one of the fundamental theorems of Euclidean geometry, describing the relationship between the sides of a right triangle.Er besagt: In jedem rechtwinkligen Dreieck ist die Summe der Kathetenquadrate gleich dem Quadrat der Hypotenuse.Bezeichnet man die Katheten mit a und b und die Hypotenuse mit c, gilt a² + b² = c².Der Satz war bereits in den altbabylonischen und altindischen Kulturen bekannt, seinen Namen verdankt er jedoch dem griechischen Mathematiker Pythagoras.

Pythagorean triples are right triangles where all sides are integers.Das einfachste Beispiel ist das Dreieck mit den Seiten 3, 4 und 5, denn 3² + 4² = 5² (9 + 16 = 25).Weitere Beispiele sind 5, 12, 13 sowie 8, 15, 17.Diese Dreiecke sind in der Praxis besonders nützlich, weil sie sich ohne genaue Messungen konstruieren lassen.

Der Satz des Pythagoras findet in vielen Bereichen von Wissenschaft und Technik Anwendung.Im Bauwesen und in der Architektur dient er dazu, rechte Winkel bei Fundamenten und Wänden zu bestimmen. In der GPS-Navigation berechnet er Abstände zwischen Punkten in der Ebene. In der Computergrafik bestimmt er Abstände zwischen Pixeln und dient dem Rendern von 3D-Szenen. In der Physik beschreibt er Zusammenhänge zwischen Kräften, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen bei der Kreisbewegung.

To calculate the hypotenuse, we use the formula c = √(a² + b²).Wählen Sie im Rechner den Modus „Hypotenuse (c)" und geben Sie die Kathetenlängen ein.Zur Berechnung einer Kathete verwendet man die Formel a = √(c² - b²) bzw. b = √(c² - a²).Wählen Sie im Rechner den Modus „Kathete (a/b)" und geben Sie die längere Seite (Hypotenuse) sowie eine bekannte Seite ein.

Wichtig: Der Satz gilt AUSSCHLIESSLICH für rechtwinklige Dreiecke.In anderen Dreiecken gilt eine andere Beziehung zwischen den Seiten.In jedem beliebigen Dreieck beschreibt der Kosinussatz die Beziehung: c² = a² + b² - 2ab·cos(γ).Der Satz des Pythagoras ist ein Sonderfall des Kosinussatzes für einen Winkel von 90 Grad (cos 90° = 0).

Die Diagonale zu prüfen schlägt das Prüfen der Ecke

Der Satz wird meist als Weg gelehrt, eine fehlende Seite zu finden. Sein häufigster praktischer Einsatz ist der umgekehrte: nachzuweisen, dass eine Ecke rechtwinklig ist, ohne überhaupt einen Winkel zu messen. Messen Sie zwei Seiten und die Diagonale, und die Arithmetik sagt Ihnen, ob die Ecke stimmt — genauer, als jeder Winkel oder Winkelmesser es kann.

So wird gerechnet

  • Findet jede dritte Seite eines rechtwinkligen Dreiecks aus den beiden anderen.
  • Prüft, ob drei gegebene Längen einen rechten Winkel bilden — der Einsatz auf der Baustelle.
  • Behandelt die umgekehrte Aufgabe und leitet eine Kathete aus Hypotenuse und anderer Kathete ab.
a² + b² = c²      wobei c die Hypotenuse ist

c = √(a² + b²)
a = √(c² − b²)

gilt a² + b² = c² exakt, beträgt der Winkel zwischen a und b 90°

Rechenbeispiel

Einen Raum von 4 m auf 3 m rechtwinklig ausrichten und sehen, was ein kleiner Fehler bedeutet.

  1. ein wirklich rechtwinkliger 4-×-3-Raum hat beide Diagonalen bei exakt 5,0000 m
  2. Diagonale um 0,5 cm ab → die Ecke hat 89,88°, um 0,12° daneben
  3. um 1 cm ab → 89,76°, um 0,24° daneben
  4. um 5 cm ab → 88,80°, um 1,20° daneben

Eine Abweichung von einem Zentimeter in der Diagonale bedeutet, dass die Ecke ein Viertelgrad daneben liegt — was über eine 4-m-Wand das ferne Ende um etwa 17 mm verschiebt. Das Maßband misst den Fehler zuverlässiger als jeder Handwinkel.

Das Ergebnis lesen

  • Das 3-4-5-Dreieck und seine Vielfachen sind der Grund, warum das auf der Baustelle ohne Rechner funktioniert. 6-8-10, 9-12-15 und 30-40-50 sind exakt rechtwinklig, ein rechter Winkel lässt sich also mit Maßband und drei Marken abschlagen.
  • Im Rechteck beweist die Gleichheit beider Diagonalen, dass die Ecken rechtwinklig sind. Diese eine Prüfung ist schneller und verlässlicher als vier Ecken einzeln zu testen, und sie entlarvt ein Parallelogramm, das vier scheinbar korrekte Ecken nicht verraten würden.
  • Die Umkehrung macht daraus einen Test statt einer Formel. Ist a² + b² gleich c², ist der Winkel recht; ist die Summe größer, ist er spitz, ist sie kleiner, ist er stumpf — die Größe der Lücke sagt also, in welche Richtung zu korrigieren ist.
  • Es gilt nur in der Ebene. Über große Entfernungen im Gelände oder auf gekrümmten Flächen versagt die Ebenenannahme, und die Vermessung nutzt stattdessen sphärische Formeln.

Häufige Fragen

Wie richte ich einen Raum nur mit dem Maßband rechtwinklig aus?
Messen Sie beide Diagonalen. Sind sie gleich, sind die Ecken rechtwinklig; sonst markiert die längere Diagonale die Ecke, die über 90° offen steht. Justieren, bis sie übereinstimmen — ein Zentimeter Unterschied entspricht etwa einem Viertelgrad.
Warum gerade 3-4-5?
Es ist die kleinste Menge ganzer Zahlen mit a² + b² = c², denn 9 + 16 = 25 genau. Das macht es zum am leichtesten rein durch Messen konstruierbaren rechten Winkel, und jedes Vielfache funktioniert identisch.