prüfen, ob gegebene Vielecke ähnlich sind, indem du Winkel und Seitenverhältnisse vergleichst (L1)
unbekannte Seitenlängen in ähnlichen Figuren über Proportionsgleichungen berechnen (L2)
bei Dreiecken entscheiden, ob eine Prüfung über Winkel oder über Seitenverhältnisse günstiger ist, und diese durchführen (L3)
untersuchen, ob spezielle Figurenklassen (z.B. alle Quadrate, alle Kreise) immer, nie oder manchmal ähnlich sind, und dies begründen (L4)
begründen, warum bei Dreiecken die Winkel allein für Ähnlichkeit genügen, bei Vielecken aber nicht (L5)
den Unterschied zwischen Ähnlichkeit und Kongruenz erklären und Figurenpaare korrekt einordnen (L6)
Leitfrage: Woran erkennt man, ob zwei Figuren dieselbe Form haben — und warum ist das bei Dreiecken einfacher als bei Vierecken?
Schritt 1 von 5
Voraussetzungen — Check-in
Du brauchst außerdem die Innenwinkelsumme im Dreieck (180°). Das sollte sitzen — falls nicht, rechne kurz: α=50°, β=70°, also γ=180°−50°−70°=60°.
Exploration: Was bedeutet Ähnlichkeit?
Retrieval GatePflicht
Frage 1: Was bleibt bei einer zentrischen Streckung gleich? Nenne drei Eigenschaften.
Frage 2: Ist eine zentrische Streckung eine Kongruenzabbildung? Begründe.
Frage 3: In der letzten Einheit hast du Figuren gestreckt, gedreht und verschoben. Wie nennt man Figuren, die so auseinander hervorgehen?
Bei einer zentrischen Streckung bleiben gleich: (a) alle Winkel, (b) alle Seitenverhältnisse, (c) die Parallelität entsprechender Seiten.
Nein. Bei einer Kongruenzabbildung bleiben alle Seitenlängen gleich. Bei einer zentrischen Streckung mit k=1 ändern sich die Seitenlängen — nur die Verhältnisse bleiben gleich.
Solche Figuren nennt man ähnlich. Sie haben dieselbe Form, können aber unterschiedlich groß sein.
Einstieg: Was heißt „ähnlich"?
Ohne KI
Diese Aufgabe soll ohne KI-Unterstützung gelöst werden. Es geht darum, dass du dein Vorwissen aktivierst.
Alltagsbegriff vs. Mathematik
Matilda sagt: „Meine kleine Schwester sieht mir sehr ähnlich."
(a) Was meint Matilda mit „ähnlich"? Beschreibe den Alltagsbegriff.
(b) Was könnte „ähnlich" in der Mathematik bedeuten? Versuche eine Definition.
(c) Nenne ein Beispiel für zwei Figuren, die im Alltag „ähnlich aussehen", in der Mathematik aber NICHT ähnlich sind.
Definition: Ähnlichkeit (K1)
In der Vorgängereinheit hast du gelernt, dass eine zentrische Streckung die Form einer Figur erhält. Wenn man zusätzlich Kongruenzabbildungen (Verschiebung, Drehung, Spiegelung) erlaubt, kann man die Figur noch in eine andere Lage bringen — ohne die Form zu verändern.
Man schreibt: △ABC∼△A′B′C′ (lies: „Dreieck ABC ist ähnlich zu Dreieck A'B'C'").
Ähnlichkeit und Kongruenz — ein Venn-Diagramm:
Kongruente Figuren sind immer auch ähnlich (mit Streckfaktor k=1). Aber ähnliche Figuren sind nicht unbedingt kongruent — sie können unterschiedlich groß sein.
Kongruenz⊂A¨hnlichkeit
Mermaid-Diagramm
Mermaid-Diagramm wird geladen…
Das heißt: Jedes kongruente Figurenpaar ist auch ähnlich, aber nicht umgekehrt.
Ordne ein: Kongruent, ähnlich oder keins?
Ordne die folgenden Figurenpaare in das Venn-Diagramm ein:
(a) Zwei Quadrate mit Seitenlänge 3cm
(b) Ein Quadrat mit Seitenlänge 3cm und ein Quadrat mit Seitenlänge 5cm
(c) Ein Rechteck 2cm×4cm und ein Rechteck 3cm×5cm
(d) Zwei gleichseitige Dreiecke mit Seitenlänge 4cm und 7cm
(e) Ein rechtwinkliges Dreieck mit Seiten 3-4-5 und eines mit Seiten 5-12-13
GeoGebra-Erkundung: Ähnlichkeitssatz für Dreiecke entdecken (I1)
GeoGebra lädt…
Arbeitsauftrag:
Im GeoGebra-Applet gibt es drei Schieberegler: α und β steuern die Winkel, l steuert die Seitenlänge AB (und damit die Größe des Dreiecks). Der dritte Winkel ergibt sich automatisch: γ=180°−α−β.
Stelle ein: α=40°, β=60° (dann γ=80°).
Verschiebe den Schieberegler l, um die Größe des Dreiecks zu ändern. Beobachte: Die Winkel bleiben fest, nur die Seitenlängen ändern sich!
Miss die Seitenverhältnisse ba, cb und ca bei drei verschiedenen Größen. Notiere sie in einer Tabelle:
Größe
ba
cb
ca
klein
mittel
groß
Vermutung: Was fällt dir auf? Formuliere eine Regel.
Ändere die Winkel (z.B. α=30°, β=90°) und wiederhole. Gilt deine Regel immer noch?
Gegenbeispiel: Gilt das auch für Vielecke? (K2)
Tim und Greta: Sind alle Rechtecke ähnlich?
Tim sagt: „Alle Rechtecke sind ähnlich, weil alle Winkel 90° sind."
Greta widerspricht: „Das stimmt nicht!"
(a) Prüfe Tims Behauptung: Vergleiche das Rechteck R1 mit den Seiten 2cm×6cm und das Rechteck R2 mit den Seiten 3cm×4cm.
(b) Sind die Winkel gleich? Sind die Seitenverhältnisse gleich?
(c) Wer hat recht — Tim oder Greta? Begründe.
Wichtige Einsicht: Addieren ist nicht Strecken! (F3)
Additiver Fehler: Ähnlich durch Addieren?
Ohne KI
Diese Aufgabe soll ohne KI-Unterstützung gelöst werden.
Lisa zeichnet ein Rechteck mit den Seiten 2cm und 4cm (Seitenverhältnis 42=21).
Sie möchte ein ähnliches, größeres Rechteck zeichnen und verlängert jede Seite um 2cm. Das neue Rechteck hat die Seiten 4cm und 6cm.
(a) Sind die beiden Rechtecke ähnlich? Prüfe über die Seitenverhältnisse.
(b) Was hätte Lisa stattdessen tun müssen, um ein ähnliches Rechteck zu erhalten?
(c) Formuliere eine Regel: Wie erzeugt man aus einer Figur eine ähnliche Figur?
Achtung
Häufiger Fehler (F3): „Ich verlängere jede Seite um den gleichen Betrag, dann ist die Figur ähnlich."
Das stimmt nicht! Addieren verändert das Seitenverhältnis. Nur Multiplizieren mit demselben Faktor k erhält die Form.
Merke: Ähnlich = mal k, nicht plus d.
Konsolidierung: Merksätze
Hinweis
Merksatz — Ähnlichkeitsbedingungen für Vielecke (K2):
Zwei Vielecke sind ähnlich, wenn beide Bedingungen erfüllt sind:
Alle einander entsprechenden Winkel stimmen überein.
Alle einander entsprechenden Seitenverhältnisse sind gleich.
Bei Vielecken reicht eine Bedingung allein nicht aus!
Hinweis
Merksatz — Ähnlichkeitssätze für Dreiecke (K3):
Bei Dreiecken ist die Situation einfacher. Es genügt eine der beiden Bedingungen:
Ähnlichkeitssatz 1 (Winkel): Wenn bei zwei Dreiecken alle Winkel übereinstimmen, sind sie ähnlich.
Ähnlichkeitssatz 2 (Seitenverhältnisse): Wenn bei zwei Dreiecken alle Seitenverhältnisse übereinstimmen, sind sie ähnlich.
Warum? Die Innenwinkelsumme beträgt immer 180°. Sind zwei Winkel bekannt, ist der dritte festgelegt. Damit ist das Dreieck bis auf seine Größe eindeutig bestimmt.
Konzeptaufbau: Worked Examples und Fading
Retrieval GatePflicht
Frage 1: Nenne die zwei Ähnlichkeitsbedingungen für Vielecke.
Frage 2: Warum genügen bei Dreiecken die Winkel allein für Ähnlichkeit?
Frage 3: Sind zwei Dreiecke mit den Winkeln 50°, 60°, 70° ähnlich? Begründe.
Zwei Vielecke sind ähnlich, wenn (a) alle einander entsprechenden Winkel übereinstimmen UND (b) alle einander entsprechenden Seitenverhältnisse gleich sind. Beides muss erfüllt sein.
Die Innenwinkelsumme im Dreieck beträgt 180°. Sind zwei Winkel bekannt, ist der dritte automatisch festgelegt (γ=180°−α−β). Damit ist die Form des Dreiecks eindeutig bestimmt — nur die Größe kann variieren. Gleiche Winkel erzwingen automatisch gleiche Seitenverhältnisse.
Ja. Beide Dreiecke haben dieselben drei Winkel (50°, 60°, 70°), also sind sie nach dem Ähnlichkeitssatz 1 ähnlich. Die Seitenverhältnisse stimmen automatisch überein.
Worked Example 1: Ähnlichkeit bei Vielecken prüfen
Worked Example: Welche Vierecke sind ähnlich?
Aufgabe: Gegeben sind drei Vierecke. Prüfe, welche Paare ähnlich sind.
Fig. 1: Viereck ABCD mit den Seiten a=3cm, b=2cm, c=1cm, d=2cm und den Winkeln α=90°, β=120°, γ=90°, δ=60°.
Fig. 2: Viereck EFGH mit den Seiten e=1,5cm, f=1cm, g=0,5cm, h=22cm und den Winkeln α′=90°, β′=120°, γ′=90°, δ′=60°.
Fig. 3: Viereck IJKL mit den Seiten i=3cm, j=1,5cm, k=1cm, l=2cm und den Winkeln α′′=90°, β′′=120°, γ′′=90°, δ′′=60°.
Schritt 1 — Ansatz: Bei Vielecken müssen wir BEIDES prüfen: Winkel UND Seitenverhältnisse. Wir vergleichen alle drei Paare.
Schritt 2 — Winkel vergleichen:
Winkel
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
α
90°
90°
90°
β
120°
120°
120°
γ
90°
90°
90°
δ
60°
60°
60°
Alle drei Figuren haben dieselben Winkel. ✓
Schritt 3 — Seitenverhältnisse berechnen:
Wir berechnen das Verhältnis der entsprechenden Seiten:
Fig. 1 und Fig. 2 sind ähnlich (Streckfaktor k=0,5). Beide Bedingungen — gleiche Winkel und gleiche Seitenverhältnisse — sind erfüllt.
Fig. 1 und Fig. 3 sind NICHT ähnlich. Obwohl alle Winkel übereinstimmen, sind die Seitenverhältnisse verschieden. Bei Vielecken reichen gleiche Winkel nicht aus!
Ohne KI
Die folgende Frage soll ohne KI-Unterstützung beantwortet werden.
Erkläre in eigenen Worten
Warum mussten wir bei den Vierecken BEIDES prüfen — Winkel UND Seitenverhältnisse? Was wäre passiert, wenn wir nur die Winkel geprüft hätten?
Worked Example 2: Mit ähnlichen Dreiecken rechnen
Worked Example: Fehlende Seitenlängen berechnen
Aufgabe: In der folgenden Figur liegen △ABC und △DBE übereinander. Die Strecke DE ist parallel zu AC. Gegeben: AC=3cm, DE=1,5cm, BE=2,5cm, ∠ABC=∠DBE=β.
(a) Begründe, warum △ABC∼△DBE.
(b) Berechne BC und den Streckfaktor k.
Schritt 1 — Ansatz (Winkelvergleich):
Bei Dreiecken genügt es, die Winkel zu vergleichen (Ähnlichkeitssatz 1).
∠ABC=∠DBE=β (gemeinsamer Winkel) ✓
∠BAC=∠BDE (Stufenwinkel an parallelen Geraden AC∥DE) ✓
Daraus folgt: ∠BCA=∠BED (denn die Winkelsumme ist 180°) ✓
Also: △ABC∼△DBE nach dem Ähnlichkeitssatz 1. ✓
Schritt 2 — Entsprechende Seiten zuordnen:
Die Zuordnung erfolgt über die Lage: Seiten, die dem gleichen Winkel gegenüberliegen, entsprechen einander.
Winkel
Seite in △ABC
Seite in △DBE
gegenüber β
AC = 3
DE = 1,5
gegenüber dem Winkel bei A bzw. D
BC (gesucht)
BE = 2,5
gegenüber dem Winkel bei C bzw. E
AB
DB
Schritt 3 — Proportionsgleichung aufstellen und lösen:
DEAC=BEBC
1,53=2,5BC
2=2,5BC
BC=2⋅2,5=5cm
Der Streckfaktor ist k=DEAC=1,53=2.
Schritt 4 — Plausibilität:
△ABC ist das größere Dreieck (k=2>1). Passt: BC=5>BE=2,5, und AC=3>DE=1,5. Alle Seiten des großen Dreiecks sind doppelt so lang wie die des kleinen. ✓
Ohne KI
Die folgende Frage soll ohne KI-Unterstützung beantwortet werden.
Erkläre in eigenen Worten
Wie erkennst du, welche Seiten einander entsprechen? Warum ist ‚gegenüber dem gleichen Winkel' das richtige Kriterium — und nicht ‚gleich lang'?
Achtung
Häufiger Fehler (F5): „Die entsprechenden Seiten erkenne ich daran, dass sie gleich lang sind."
Das stimmt nicht! Bei ähnlichen Figuren sind die entsprechenden Seiten gerade nicht gleich lang — sie stehen im Verhältnis k. Entsprechende Seiten erkennst du an der Lage: Sie liegen dem gleichen Winkel gegenüber.
Fading: Completion-Aufgabe
Ergänze die Lücken
Gegeben sind zwei Dreiecke: △PQR mit ∠P=35°, ∠Q=90° und △STU mit ∠S=35°, ∠T=90°.
Die Seiten betragen: PQ=4cm, QR=3cm, PR=5cm und ST=6cm.
(a) Ähnlichkeitsbegründung:∠P=∠S=35° und ∠Q=∠T=90°, also ∠R=__° und ∠U=__°. Alle Winkel stimmen überein, also △PQR∼△STU nach ________.
(b) Zuordnung entsprechender Seiten:
Winkel
Seite in △PQR
Seite in △STU
gegenüber 35°
QR=3
TU=?
gegenüber 90°
__=5
SU=?
gegenüber 55°
PQ=4
ST=6
(c) Streckfaktor:k=PQST=__6=__
(d) Berechnung:TU=k⋅QR=__⋅3=__cm und SU=k⋅PR=__⋅5=__cm.
(a) Die Innenwinkelsumme beträgt 180°. (c) Ordne die Seiten über die Winkel zu: PQ und ST liegen dem gleichen Winkel gegenüber.
Wenn bei zwei Dreiecken alle Seitenverhältnisse übereinstimmen, sind die Dreiecke ähnlich.
aa′=bb′=cc′=k
Hinweis
Merksatz — Rechnen mit Seitenverhältnissen (K4):
Bei ähnlichen Figuren gilt: Jede Seite der einen Figur ist das k-Fache der entsprechenden Seite der anderen Figur:
aa′=bb′=cc′=k
Entsprechende Seiten erkennst du an der Lage (gegenüber dem gleichen Winkel), nicht an der Länge!
Üben
Retrieval GatePflicht
Frage 1: Sind alle Quadrate zueinander ähnlich? Begründe.
Frage 2: Strecke den Punkt P(3∣2) mit S(0∣0) und k=3.
Frage 3: Nenne den Unterschied zwischen kongruent und ähnlich.
Frage 4: Berechne x: 5x=1012.
Ja. Alle Quadrate haben vier rechte Winkel (Winkelbedingung ✓) und vier gleich lange Seiten, also Seitenverhältnis 1:1:1:1 (Seitenverhältnisbedingung ✓). Beide Bedingungen für Ähnlichkeit bei Vielecken sind erfüllt. Der Streckfaktor ist das Verhältnis der Seitenlängen.
P′=3⋅(3∣2)=(9∣6).
Kongruent: Gleiche Form UND gleiche Größe (alle Seitenlängen und Winkel stimmen überein). Ähnlich: Gleiche Form, aber möglicherweise verschiedene Größe (alle Winkel und Seitenverhältnisse stimmen überein). Kongruenz ist ein Spezialfall der Ähnlichkeit mit k=1.
5x=1012 → 10x=60 → x=6.
Geblocktes Üben
Aufgabe 1: Rechtecke auf Ähnlichkeit prüfen
Sechs Rechtecke sind gegeben. Finde alle Paare, die zueinander ähnlich sind.
Rechteck
Seiten
A
2cm×4cm
B
3cm×6cm
C
1cm×3cm
D
4cm×8cm
E
2cm×6cm
F
1,5cm×3cm
Aufgabe 2: Dreiecke auf Ähnlichkeit prüfen (Seitenlängen)
Prüfe, ob die folgenden Dreiecke ähnlich sind:
△ABC mit a=6cm, b=8cm, c=10cm.
△DEF mit d=9cm, e=12cm, f=15cm.
Aufgabe 3: Fehlende Seitenlänge berechnen
△ABC∼△DEF mit k=2,5. Gegeben: a=4cm, b=3cm, c=5cm.
Berechne d, e und f.
Aufgabe 4: SWS-Ähnlichkeit prüfen und begründen
△ABC mit AB=5cm, BC=7cm, ∠B=40°.
△DEF mit DE=10cm, EF=14cm, ∠E=40°.
(a) Sind die Dreiecke ähnlich? Begründe.
(b) Bestimme k und berechne AC und DF, wenn AC=4,5cm.
(a) Ordne die entsprechenden Seiten zu. Achtung: Nutze die Winkel, nicht die Beschriftung!
(b) Berechne den Streckfaktor k.
Interleaving
Gilt immer — gilt nie — es kommt drauf an
Beurteile für jede Figurenklasse: Sind je zwei Vertreter immer, nie oder manchmal zueinander ähnlich? Begründe jeweils.
(a) rechtwinklige Dreiecke
(b) Parallelogramme
(c) Quadrate
(d) Kreise
(e) gleichseitige Dreiecke
(f) gleichschenklige Dreiecke
Abbildungsfolgen bestimmen
△ABC soll auf △ADE und △BGF abgebildet werden. Dabei ist △ADE eine verkleinerte Version von △ABC, und △BGF eine vergrößerte und gespiegelte Version.
(a) Welche Abbildungen brauchst du für △ABC→△ADE? (Streckung? Drehung? Spiegelung?)
(b) Welche Abbildungen brauchst du für △ABC→△BGF?
(c) Sind △ABC, △ADE und △BGF alle zueinander ähnlich? Begründe.
Höhe im rechtwinkligen Dreieck
In einem rechtwinkligen Dreieck △ABC (∠C=90°) wird die Höhe hc auf die Hypotenuse c=AB gefällt. Der Fußpunkt sei H.
(a) Begründe: △AHC∼△ABC.
(b) Begründe: △CHB∼△ABC.
(c) Folgere: △AHC∼△CHB.
KI-Tutor: Ähnlichkeit üben
Du kannst den folgenden Prompt in eine KI (z.B. ChatGPT, Claude) kopieren, um zusätzliche Übung mit sofortigem Feedback zu bekommen. Der Prompt enthält vorbereitete Aufgaben mit Musterlösungen — die KI kann dir also verlässlich helfen.
Abgabe-Aufgaben
A1 (AFB I): Ähnliches Dreieck konstruieren
Konstruiere △ABC mit a=3cm, b=4cm, c=5cm.
Ein ähnliches Dreieck △A′B′C′ hat den Umfang U′=17,4cm.
(a) Berechne den Streckfaktor k.
(b) Berechne die Seitenlängen a′, b′, c′.
Der Umfang des Originals ist U=a+b+c. Der Streckfaktor ist k=UU′.
Textabgabe
:::
A2 (AFB II): Ähnlichkeit begründen
△ABC hat α=55° und β=30°.
△A′B′C′ hat α′=75° und β′=55°.
Sind die Dreiecke ähnlich? Begründe vollständig.
Berechne den dritten Winkel beider Dreiecke.
Textabgabe
:::
A3 (AFB II): Gleichschenklige Dreiecke
△ABC und △BDA sind gleichschenklig. △ABC hat die Basis AB=6cm und die Schenkel BC=CA=5cm. △BDA hat die Basis BD und die Schenkel DA=AB=6cm.
(a) Zeige, dass die Dreiecke ähnlich sind.
(b) Berechne die Seitenlänge BD.
Textabgabe
A4 (AFB III): Aussage beurteilen
Ohne KI
Diese Aufgabe soll ohne KI-Unterstützung gelöst werden.
Tim sagt: „Die Seitenlängen der beiden Vierecke sind alle gleich, also sind sie ähnlich."
Beurteile Tims Aussage. Begründe mit einem Beispiel oder Gegenbeispiel.
Textabgabe
Selbstdiagnose
Selbstdiagnose
Wie sicher bist du, dass du ein ähnliches Problem allein lösen könntest?
Transfer und Reflexion
MC-Test
Teste dein Wissen
Frage 1 (AFB I):△ABC∼△DEF mit a=4cm, d=6cm, b=5cm. Wie lang ist e?
A: 7cm
B: 7,5cm
C: 3,33cm
D: 10cm
B ist richtig. k=ad=46=1,5. Also e=k⋅b=1,5⋅5=7,5cm.
A (7cm): Additiver Fehler — jede Seite +2cm statt ⋅1,5 (F3).
D (10cm): Falsches Verhältnis ad=46, dann ⋅b falsch berechnet.
Frage 2 (AFB I):△PQR hat die Winkel ∠P=40°, ∠Q=65°. △XYZ hat ∠X=40°, ∠Z=80°. Sind die Dreiecke ähnlich?
A: Ja, weil ∠P=∠X=40°
B: Ja, weil alle drei Winkel übereinstimmen
C: Nein, weil die Winkelmengen verschieden sind
D: Man kann es nicht entscheiden
C ist richtig. Dritte Winkel berechnen: ∠R=180°−40°−65°=75° und ∠Y=180°−40°−80°=60°. Die Winkelmengen sind {40°,65°,75°} und {40°,60°,80°} — diese stimmen nicht überein.
A: Ein gemeinsamer Winkel allein reicht nicht. Man braucht zwei übereinstimmende Winkel (der dritte folgt dann automatisch).
B: Falsch — die Winkelmengen sind verschieden.
Frage 3 (AFB I): Welche Figuren sind immer zueinander ähnlich?
A: Alle Rechtecke
B: Alle Kreise
C: Alle rechtwinkligen Dreiecke
D: Alle Parallelogramme
B ist richtig. Alle Kreise sind zueinander ähnlich — sie unterscheiden sich nur im Radius.
A: Nicht alle Rechtecke sind ähnlich (z.B. 2×6 und 3×4, F2).
C: Nicht alle rechtwinkligen Dreiecke sind ähnlich (die spitzen Winkel können verschieden sein).
D: Nicht alle Parallelogramme sind ähnlich (verschiedene Winkel und Seitenverhältnisse möglich).
Frage 4 (AFB II):△ABC und △DEF haben die Seiten a=3, b=4, c=5 bzw. d=5, e=12, f=13. Jemand sagt: „Beide sind rechtwinklig, also ähnlich." Stimmt das?
A: Ja, weil rechtwinklige Dreiecke immer ähnlich sind
B: Ja, weil beide einen 90°-Winkel haben
C: Nein, weil die Seitenverhältnisse verschieden sind
D: Nein, weil nur eines rechtwinklig ist
C ist richtig. Beide sind rechtwinklig (32+42=52 und 52+122=132), aber ein gemeinsamer rechter Winkel allein genügt nicht. Man braucht zwei übereinstimmende Winkel. Die anderen Winkel sind verschieden: arctan(43)≈36,9°=arctan(125)≈22,6°.
A und B sind falsch — rechtwinklige Dreiecke sind NICHT immer ähnlich!
Frage 5 (AFB II): Zwei Dreiecke sind ähnlich mit k=3. Wie verhalten sich ihre Flächeninhalte?
A: A′=3⋅A
B: A′=6⋅A
C: A′=9⋅A
D: A′=A
C ist richtig. Die Fläche wächst mit k2=9 (aus der Vorgängereinheit).
A: Häufiger Fehler — lineares Denken (k statt k2). Die Fläche hat zwei Dimensionen!
Frage 6 (AFB II): Wie erkennt man entsprechende Seiten in ähnlichen Dreiecken?
A: Sie sind gleich lang
B: Sie liegen dem gleichen Winkel gegenüber
C: Sie haben den gleichen Buchstaben
D: Sie sind die kürzesten Seiten
B ist richtig. Entsprechende Seiten liegen dem gleichen Winkel gegenüber.
A: Bei ähnlichen Dreiecken sind entsprechende Seiten gerade NICHT gleich lang (außer bei k=1, also Kongruenz) — das ist F5.
C: Buchstaben können irreführen, wenn die Zuordnung nicht A↔D, B↔E, C↔F ist.
D: Die kürzeste Seite des einen entspricht der kürzesten des anderen — das stimmt zufällig, aber das Kriterium ist die Lage (Winkel), nicht die relative Größe.
Frage 7 (AFB II): Zwei Vierecke haben alle Winkel gleich. Sind sie ähnlich?
A: Ja, immer
B: Ja, wenn es Dreiecke wären
C: Nicht unbedingt — man muss auch die Seitenverhältnisse prüfen
D: Nein, nie
C ist richtig. Bei Vielecken (nicht Dreiecken!) reichen gleiche Winkel nicht aus — man braucht zusätzlich gleiche Seitenverhältnisse (F2).
A: Falsch — Gegenbeispiel: Rechteck 2×6 und 3×4.
B: Die Aussage wäre für Dreiecke korrekt, aber die Frage bezieht sich auf Vierecke.
Frage 8 (AFB III): Warum genügen bei Dreiecken die Winkel allein für Ähnlichkeit?
A: Weil Dreiecke nur drei Seiten haben
B: Weil die Innenwinkelsumme 180° beträgt und der dritte Winkel festgelegt ist — damit ist das Dreieck bis auf Größe bestimmt
C: Weil Dreiecke starr sind
D: Das ist eine Konvention, keine Begründung
B ist richtig. Die Innenwinkelsumme 180° bewirkt, dass zwei Winkel den dritten festlegen. Ein Dreieck mit festen Winkeln kann nur in der Größe variieren — nicht in der Form. Bei Vierecken (360° Innenwinkelsumme, 4 Winkel) lassen drei Winkel den vierten fest, aber die Seiten können trotzdem verschieden proportioniert sein.
C: Dreiecke sind zwar starr (im Sinne der Kongruenzsätze), aber das erklärt nicht direkt die Ähnlichkeit.
Frage 9 (AFB III): Ein Quadrat hat die Seitenlänge 4cm. Lisa verlängert jede Seite um 2cm. Ist das neue Quadrat ähnlich zum alten?
A: Ja, weil beide Quadrate sind
B: Ja, mit k=1,5
C: Nein, weil +2 keine Streckung ist
D: Man kann es nicht entscheiden
A ist richtig. Alle Quadrate sind zueinander ähnlich! Das neue Quadrat hat Seitenlänge 6cm, der Streckfaktor ist k=46=1,5.
Aber Achtung: Lisas Methode (jede Seite +2cm) ist trotzdem KEIN korrektes Verfahren für eine zentrische Streckung! Es funktioniert nur zufällig bei Quadraten, weil alle Seiten gleich lang sind. Bei einem Rechteck 2×4 → 4×6: Seitenverhältnis 1:2 wird zu 2:3 — NICHT ähnlich! (F3)
Frage 10 (AFB III): Was ist der Unterschied zwischen Kongruenz und Ähnlichkeit?
B ist richtig. Ähnliche Figuren haben die gleiche Form (gleiche Winkel, gleiche Seitenverhältnisse), kongruente Figuren haben zusätzlich die gleiche Größe (gleiche Seitenlängen). Kongruenz ist ein Spezialfall der Ähnlichkeit mit k=1.
A: Vertauscht die Begriffe (F7).
C: Ebenfalls vertauscht.
Transferaufgabe: Bildformate
Bildschirmformate vergleichen
Ohne KI
Diese Aufgabe soll ohne KI-Unterstützung gelöst werden.
Bildschirme und Filme gibt es in verschiedenen Formaten:
Format
Seitenverhältnis
Cinemascope
2,35:1
Kino breit
21:9
Breitbild
16:9
Klassisch
4:3
(a) Welche Formate sind zueinander ähnlich (gleiche Proportionen)?
(b) Du schaust einen Film im Cinemascope-Format (2,35:1) auf einem 16:9-Bildschirm. Oben und unten bleiben schwarze Balken. Erkläre, warum.
(c) Dein Fernseher hat das Format 16:9 und eine Bildschirmdiagonale von 55Zoll (≈140cm). Welche Breite und Höhe hat der Bildschirm? (Tipp: Satz des Pythagoras)
DIN-Papierformate — Ähnlichkeit im Alltag
Ein DIN-A4-Blatt hat die Maße 210mm×297mm. Ein DIN-A3-Blatt hat die Maße 297mm×420mm.
(a) Berechne das Seitenverhältnis (lange Seite : kurze Seite) von DIN A4 und DIN A3. Runde auf 3 Nachkommastellen.
(b) Sind DIN A3 und DIN A4 zueinander ähnliche Rechtecke? Begründe.
(c) Beim Kopieren kann man von A4 auf A3 vergrößern. Welchen Vergrößerungsfaktor nutzt der Kopierer?
Begründungsaufgabe
Warum Winkel bei Dreiecken genügen
Ohne KI
Diese Aufgabe soll ohne KI-Unterstützung gelöst werden.
Erkläre, warum bei Dreiecken die Winkel allein für Ähnlichkeit genügen, bei Vierecken aber nicht. Bearbeite dazu die folgenden Schritte:
(a) Zwischenschritt:△ABC hat α=50° und β=70°. Berechne γ.
(b) Erkläre: Wenn zwei Dreiecke die gleichen Winkel α und β haben, müssen sie dann auch den gleichen Winkel γ haben? Warum?
(c) Warum legt das die Form des Dreiecks fest (aber nicht die Größe)?
(d) Gegenbeispiel für Vierecke: Gib zwei Vierecke an, die alle Winkel gleich haben, aber NICHT ähnlich sind.
(e) Erkläre in 2–3 Sätzen: Was ist der grundlegende Unterschied zwischen Dreiecken und Vierecken in Bezug auf Ähnlichkeit?
Vernetzung
Tipp
Ausblick auf die nächste Einheit:
In der nächsten Einheit lernst du die Strahlensätze kennen. Dabei treffen zwei Geraden von einem gemeinsamen Punkt aus auf zwei Parallelen — es entstehen ähnliche Dreiecke. Die Seitenverhältnisse dieser Dreiecke helfen dir, Längen zu berechnen, die du nicht direkt messen kannst (z.B. die Höhe eines Gebäudes oder die Breite eines Flusses).
Reflexion
Beantworte abschließend die Leitfrage: Woran erkennt man, ob zwei Figuren dieselbe Form haben? Warum ist das bei Dreiecken einfacher als bei Vierecken?
Nutze die Begriffe „Ähnlichkeitssatz", „Innenwinkelsumme" und „Seitenverhältnis" in deiner Antwort.