Ist Descartes' Winkeldritteln falsch?

Question

Ist Descartes' Winkeldritteln falsch?

Antwort

Verwandte Fragen

Kann man Winkel mit endlichen Schritten exakt dritteln?

Warum ist eine Gleichung dritten Grades für den Unmöglichkeitsbeweis des Winkeldrittelns zulässig, aber das reale Winkeldritteln mit y = x^3 nicht möglich?

Wie ändert sich das Kegelvolumen bei doppeltem Radius und halber Höhe?

Wie verändert sich das Volumen eines Kegels, wenn Radius und Höhe verdoppelt werden?

Ist das exakte Winkeldritteln mit einem unendlichen Grenzprozess möglich?

Ist ein solches Dreieck geometrisch möglich?

Welche Eigenschaften haben Verbindungsvektoren?

Woran erkenne ich ein Parallelogramm?

Können sich vier Linien in genau zwei Punkten schneiden?

Können sich vier Geraden in genau zwei Punkten schneiden?

Accepted Answer

Descartes' Versuch, das Problem des Winkeldrittelns mit einem konstruktiven Ansatz zu lösen, ist tatsächlich als falsch anzusehen. Das Winkeldritteln ist eines der klassischen Probleme der Geometrie, das mit den gegebenen Werkzeugen (Zirkel und Lineal) nicht lösbar ist. Descartes selbst hat zwar einen Ansatz zur Lösung des Problems vorgeschlagen, jedoch wurde später bewiesen, dass es keine Möglichkeit gibt, einen beliebigen Winkel mit Zirkel und Lineal genau in drei gleiche Teile zu teilen. Dies steht im Einklang mit den Ergebnissen der modernen Mathematik, die zeigt, dass das Winkeldritteln nicht mit den klassischen Konstruktionsmethoden möglich ist.

Accepted Answer

Das Winkeldritteln mit Zirkel und Lineal ist im Allgemeinen **nicht** mit endlich vielen Schritten möglich. Das ist ein klassisches Problem der antiken Geometrie, das 1837 von Pierre Wantzel bewi... [mehr]

Accepted Answer

Das Winkeldritteln mit Zirkel und Lineal ist im Allgemeinen **nicht** mit endlich vielen Schritten möglich. Das ist ein klassisches Problem der antiken Geometrie, das 1837 von Pierre Wantzel bewiesen wurde. Nur für bestimmte spezielle Winkel (z. B. 90°) ist das Dritteln mit Zirkel und Lineal möglich, aber nicht für beliebige Winkel. Falls in meinen vorherigen Antworten ein Widerspruch entstanden ist, tut mir das leid. Die korrekte Aussage ist: **Das exakte Dritteln eines beliebigen Winkels mit Zirkel und Lineal ist im Allgemeinen nicht möglich.** Weitere Informationen dazu findest du z. B. bei [Wikipedia – Winkeldrittelung](https://de.wikipedia.org/wiki/Winkeldrittelung).

Accepted Answer

Die Frage bezieht sich auf das klassische Problem der Winkeldrittelung mit Zirkel und Lineal und die Rolle von Gleichungen dritten Grades (Kubikgleichungen) dabei. **Hintergrund:** Das Winkeldrittelu... [mehr]

Accepted Answer

Die Frage bezieht sich auf das klassische Problem der Winkeldrittelung mit Zirkel und Lineal und die Rolle von Gleichungen dritten Grades (Kubikgleichungen) dabei. **Hintergrund:** Das Winkeldrittelungsproblem fragt, ob es möglich ist, einen beliebigen Winkel nur mit Zirkel und Lineal exakt zu dritteln. Die alten Griechen versuchten das, aber es gelang ihnen nicht für alle Winkel. **Unmöglichkeitsbeweis:** Der Unmöglichkeitsbeweis (z.B. von Pierre Wantzel, 1837) zeigt, dass das allgemeine Winkeldritteln mit Zirkel und Lineal nicht möglich ist. Der Grund: Die Konstruktionen mit Zirkel und Lineal können nur solche Zahlen (Längen) erzeugen, die sich durch eine endliche Folge von Quadratwurzeln (also durch Lösen von Gleichungen 2. Grades) aus den gegebenen Zahlen gewinnen lassen. Das entspricht mathematisch sogenannten "Konstruktionen mit quadratischen Erweiterungen". Beim Versuch, einen Winkel α zu dritteln, landet man auf der Gleichung: \[ \cos(3\theta) = 4\cos^3(\theta) - 3\cos(\theta) \] Setzt man \(\theta = \alpha/3\), ergibt sich eine kubische Gleichung für \(\cos(\alpha/3)\). Für viele Winkel ist diese Gleichung nicht durch wiederholtes Ziehen von Quadratwurzeln lösbar, sondern erfordert das Lösen einer Gleichung 3. Grades, was mit Zirkel und Lineal im Allgemeinen nicht möglich ist. **Warum ist die Gleichung 3. Grades im Beweis zugelassen?** Im Unmöglichkeitsbeweis wird gezeigt, dass das Lösen einer Gleichung 3. Grades (wie \(y = x^3\)) im Allgemeinen nicht mit Zirkel und Lineal möglich ist. Die Gleichung ist also **gerade deshalb** im Beweis zugelassen, weil sie zeigt, dass die Lösung außerhalb der Möglichkeiten von Zirkel und Lineal liegt. **Warum kann man mit y = x³ nicht real dritteln?** Die Funktion \(y = x^3\) beschreibt eine kubische Beziehung. Um einen Winkel zu dritteln, müsste man eine kubische Gleichung lösen können. Mit Zirkel und Lineal kann man aber nur lineare und quadratische Gleichungen (also bis zum Grad 2) konstruieren. Das Lösen von \(y = x^3\) (also das Ziehen einer Kubikwurzel) ist mit diesen Werkzeugen nicht möglich. **Zusammengefasst:** - Im Unmöglichkeitsbeweis wird die kubische Gleichung verwendet, um zu zeigen, dass das Winkeldritteln im Allgemeinen nicht mit Zirkel und Lineal möglich ist. - In der Praxis kann man mit Zirkel und Lineal keine kubischen Gleichungen lösen, also auch nicht \(y = x^3\), und daher auch nicht jeden Winkel dritteln. **Weiterführende Links:** - [Winkeldrittelung – Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Winkeldrittelung) - [Pierre Wantzel – Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Pierre_Laurent_Wantzel)

Accepted Answer

Das Volumen \( V \) eines Kegels berechnet sich mit der Formel: \[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h \] Angenommen, der ursprüngliche Radius ist \( r \) und die ursprüngliche Höhe ist \( h \)... [mehr]

Accepted Answer

Das Volumen \( V \) eines Kegels berechnet sich mit der Formel: \[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h \] Angenommen, der ursprüngliche Radius ist \( r \) und die ursprüngliche Höhe ist \( h \). **Neue Werte:** - Der Radius wird verdoppelt: \( r_{neu} = 2r \) - Die Höhe wird halbiert: \( h_{neu} = \frac{h}{2} \) Setze die neuen Werte in die Volumenformel ein: \[ V_{neu} = \frac{1}{3} \pi (2r)^2 \left(\frac{h}{2}\right) \] \[ V_{neu} = \frac{1}{3} \pi (4r^2) \left(\frac{h}{2}\right) \] \[ V_{neu} = \frac{1}{3} \pi \cdot 4r^2 \cdot \frac{h}{2} \] \[ V_{neu} = \frac{1}{3} \pi \cdot 2r^2 h \] \[ V_{neu} = 2 \left(\frac{1}{3} \pi r^2 h\right) \] \[ V_{neu} = 2V \] **Fazit:** Das Volumen des Kegels verdoppelt sich.

Accepted Answer

Das Volumen \( V \) eines Kegels berechnet sich mit der Formel: \[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h \] Wenn sowohl der Radius \( r \) als auch die Höhe \( h \) verdoppelt werden, setzt man \( r'... [mehr]

Accepted Answer

Das Volumen \( V \) eines Kegels berechnet sich mit der Formel: \[ V = \frac{1}{3} \pi r^2 h \] Wenn sowohl der Radius \( r \) als auch die Höhe \( h \) verdoppelt werden, setzt man \( r' = 2r \) und \( h' = 2h \) ein: \[ V' = \frac{1}{3} \pi (2r)^2 (2h) = \frac{1}{3} \pi \cdot 4r^2 \cdot 2h = \frac{1}{3} \pi \cdot 8r^2 h = 8 \left( \frac{1}{3} \pi r^2 h \right) = 8V \] Das Volumen des Kegels wird also **achtmal so groß**.

Accepted Answer

Das Winkeldritteln mit Zirkel und Lineal ist in endlich vielen Schritten tatsächlich unmöglich, wie durch die Galoistheorie bewiesen wurde. Die Frage, ob ein exakter unendlicher Grenzprozess... [mehr]

Accepted Answer

Das Winkeldritteln mit Zirkel und Lineal ist in endlich vielen Schritten tatsächlich unmöglich, wie durch die Galoistheorie bewiesen wurde. Die Frage, ob ein exakter unendlicher Grenzprozess möglich ist, ist mathematisch interessant und hängt davon ab, was genau unter einem „unendlichen Grenzprozess“ verstanden wird. **Mathematische Einordnung:** - Mit einem Grenzprozess (z.B. einer Folge von Konstruktionen, die sich immer weiter dem Drittel des Winkels annähern) kann man sich dem exakten Drittel beliebig nahe annähern, aber nie in endlich vielen Schritten exakt erreichen. - In der Mathematik ist es durchaus üblich, exakte Werte als Grenzwerte unendlicher Prozesse zu definieren (z.B. bei der Definition von π oder e). - Wenn du also unendlich viele Konstruktionsschritte zulässt, kannst du den Drittelwinkel als Grenzwert einer Folge von Winkeln definieren, die durch eine jeweils verbesserte Konstruktion entstehen. **Fazit:** - Ein exakter unendlicher Grenzprozess ist **theoretisch möglich**: Der Drittelwinkel existiert als Grenzwert einer unendlichen Folge von Konstruktionen. - Praktisch ist eine exakte Konstruktion mit Zirkel und Lineal aber nicht möglich, weil du nie in endlich vielen Schritten ankommst. - In der klassischen Geometrie (Euklidische Konstruktion) werden nur endliche Schritte zugelassen, daher wird der Grenzprozess nicht gelehrt. **Weiterführende Information:** Das Problem ist eng verwandt mit der Frage, welche Zahlen mit Zirkel und Lineal konstruierbar sind. Drittelwinkel sind im Allgemeinen nicht konstruierbar, weil die dazugehörigen Gleichungen (z.B. cos(3x) = cos(α)) auf kubische Gleichungen führen, die nicht immer mit Wurzelausdrücken lösbar sind. Mehr dazu z.B. bei [Wikipedia: Winkeldrittelung](https://de.wikipedia.org/wiki/Winkeldrittelung).

Accepted Answer

Deine Aussage bezieht sich vermutlich auf eine vorherige Beschreibung oder Aufgabe zu einem Dreieck, bei dem bestimmte Bedingungen nicht erfüllt werden können. Ein Dreieck ist nur dann m&oum... [mehr]

Accepted Answer

Deine Aussage bezieht sich vermutlich auf eine vorherige Beschreibung oder Aufgabe zu einem Dreieck, bei dem bestimmte Bedingungen nicht erfüllt werden können. Ein Dreieck ist nur dann möglich, wenn die Summe der Längen zweier Seiten stets größer ist als die Länge der dritten Seite (Dreiecksungleichung). Außerdem muss die Summe der Innenwinkel immer 180° betragen. Wenn also zum Beispiel Seitenlängen oder Winkel angegeben wurden, die diese Bedingungen verletzen, ist das beschriebene Dreieck tatsächlich nicht möglich. Falls du konkrete Werte oder eine Aufgabe hast, kann ich das gerne genauer überprüfen.

Accepted Answer

Ein Verbindungsvektor ist ein Vektor, der zwei Punkte im Raum miteinander verbindet. Die wichtigsten Eigenschaften von Verbindungsvektoren sind: 1. **Definition**: Der Verbindungsvektor \(\vec{A... [mehr]

Accepted Answer

Ein Verbindungsvektor ist ein Vektor, der zwei Punkte im Raum miteinander verbindet. Die wichtigsten Eigenschaften von Verbindungsvektoren sind: 1. **Definition**: Der Verbindungsvektor \(\vec{AB}\) zwischen den Punkten \(A(x_1, y_1, z_1)\) und \(B(x_2, y_2, z_2)\) ist \(\vec{AB} = \begin{pmatrix} x_2 - x_1 \\ y_2 - y_1 \\ z_2 - z_1 \end{pmatrix}\). 2. **Richtung**: Der Verbindungsvektor zeigt immer vom Anfangspunkt (hier \(A\)) zum Endpunkt (hier \(B\)). 3. **Betrag (Länge)**: Die Länge des Verbindungsvektors entspricht dem Abstand der beiden Punkte: \(|\vec{AB}| = \sqrt{(x_2-x_1)^2 + (y_2-y_1)^2 + (z_2-z_1)^2}\). 4. **Verschiebungsunabhängigkeit**: Verbindungsvektoren sind ortsunabhängig, d.h. sie beschreiben nur die Verschiebung von \(A\) nach \(B\), nicht die absolute Lage im Raum. 5. **Gegensinnigkeit**: \(\vec{AB} = -\vec{BA}\), d.h. der Verbindungsvektor von \(B\) nach \(A\) ist der negative Vektor von \(A\) nach \(B\). 6. **Verwendung**: Verbindungsvektoren werden genutzt, um Richtungen, Abstände, Geraden und Ebenen im Raum zu beschreiben. Diese Eigenschaften machen Verbindungsvektoren zu einem wichtigen Werkzeug in der Vektorrechnung und Geometrie.

Accepted Answer

Ein Parallelogramm erkennst du an folgenden Eigenschaften: 1. **Gegenüberliegende Seiten sind parallel**: Die jeweils gegenüberliegenden Seiten verlaufen exakt parallel zueinander. 2. **Geg... [mehr]

Accepted Answer

Ein Parallelogramm erkennst du an folgenden Eigenschaften: 1. **Gegenüberliegende Seiten sind parallel**: Die jeweils gegenüberliegenden Seiten verlaufen exakt parallel zueinander. 2. **Gegenüberliegende Seiten sind gleich lang**: Die Längen der gegenüberliegenden Seiten stimmen überein. 3. **Gegenüberliegende Winkel sind gleich groß**: Die Winkel, die sich gegenüberliegen, sind identisch. 4. **Die Diagonalen halbieren einander**: Die beiden Diagonalen schneiden sich genau in der Mitte. Wenn mindestens eine dieser Eigenschaften nachgewiesen werden kann (zum Beispiel durch Messen oder Berechnen), handelt es sich um ein Parallelogramm.

Accepted Answer

Nein, vier Linien können sich im Allgemeinen nicht nur in genau zwei Punkten schneiden. **Begründung:** Wenn sich vier Linien schneiden, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie sie s... [mehr]

Accepted Answer

Nein, vier Linien können sich im Allgemeinen nicht nur in genau zwei Punkten schneiden. **Begründung:** Wenn sich vier Linien schneiden, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie sie sich schneiden können: - **Alle vier Linien gehen durch einen Punkt:** Dann schneiden sie sich in einem Punkt. - **Keine zwei Linien sind parallel, keine drei gehen durch einen Punkt:** Dann schneiden sich je zwei Linien in einem Punkt. Bei vier Linien gibt es \(\binom{4}{2} = 6\) Schnittpunkte. - **Zwei Paare von parallelen Linien:** Dann schneiden sich die Linien in vier Punkten (jede Linie des ersten Paars schneidet jede Linie des zweiten Paars). - **Drei Linien gehen durch einen Punkt, die vierte ist anders:** Dann gibt es mehr als zwei Schnittpunkte. Es ist **nicht möglich**, vier Geraden in einer Ebene so anzuordnen, dass sie sich **nur in genau zwei Punkten** schneiden. Entweder gibt es weniger (alle durch einen Punkt: 1 Schnittpunkt) oder mehr (mindestens 3, meistens 4 oder 6) Schnittpunkte. **Fazit:** Vier Linien können sich nicht in genau zwei Punkten schneiden.

Accepted Answer

Vier Geraden können sich in genau zwei Punkten schneiden, aber nur unter bestimmten Bedingungen: - Zwei der Geraden müssen sich in einem Punkt schneiden. - Die anderen beiden Geraden mü... [mehr]

Accepted Answer

Vier Geraden können sich in genau zwei Punkten schneiden, aber nur unter bestimmten Bedingungen: - Zwei der Geraden müssen sich in einem Punkt schneiden. - Die anderen beiden Geraden müssen sich in einem anderen Punkt schneiden. - Keine der Geraden darf die anderen Schnittpunkte treffen, und keine drei Geraden dürfen sich in einem Punkt schneiden. Ein einfaches Beispiel: Zeichne zwei Geraden, die sich in Punkt A schneiden, und zwei weitere Geraden, die sich in Punkt B schneiden. Die beiden Paare sind so angeordnet, dass sie sich gegenseitig nicht schneiden. Dann gibt es genau zwei Schnittpunkte. **Fazit:** Ja, es ist möglich, dass sich vier Geraden in genau zwei Punkten schneiden.