Math Problem Statement

Vom Heißluftballon der Universität kann man die beiden Orte A und B sehen. Die beiden Orte liegen 2300m voneinander entfernt und vom Heißluftballon kann man sie unter den Winkelweiten α=62∘ und β=22∘ anpeilen. In welcher Höhe h schwebt der Ballon (Punkt C) über dem Punkt G. Runden Sie Ihr Ergebnis auf zwei Nachpunktstellen. h=  

Solution

Das Problem beschreibt eine Situation, bei der ein Heißluftballon an einem Punkt CC über dem Punkt GG schwebt, und zwei Orte AA und BB, die horizontal 2300 m voneinander entfernt sind, von CC aus unter den Winkelweiten α=62\alpha = 62^\circ und β=22\beta = 22^\circ angepeilt werden.

Hierbei können wir ein rechtwinkliges Dreieck verwenden, um die Höhe hh des Ballons zu berechnen. Dies ist ein klassisches Anwendungsbeispiel der Sinussatzes in der Trigonometrie.

Schritt-für-Schritt-Lösung:

  1. Verwende den Sinussatz: Der Sinussatz lautet: asin(α)=bsin(β)=csin(γ)\frac{a}{\sin(\alpha)} = \frac{b}{\sin(\beta)} = \frac{c}{\sin(\gamma)} wobei c=2300mc = 2300 \, \text{m}, und α\alpha und β\beta die Winkelweiten sind.

  2. Berechne den Winkel γ\gamma: Da es sich um ein Dreieck handelt, gilt: γ=180αβ\gamma = 180^\circ - \alpha - \beta Einsetzen der Winkelwerte: γ=1806222=96\gamma = 180^\circ - 62^\circ - 22^\circ = 96^\circ

  3. Bestimme die Abstände von C zu A und C zu B: Der Abstand CACA lässt sich mit dem Sinussatz berechnen: CAsin(β)=ABsin(γ)\frac{CA}{\sin(\beta)} = \frac{AB}{\sin(\gamma)} Daraus folgt:

    = \frac{2300 \cdot \sin(22^\circ)}{\sin(96^\circ)}$$ Ähnlich lässt sich der Abstand $$CB$$ bestimmen.
  4. Berechne die Höhe hh mit Hilfe der Tangensfunktion: Da der Ballon in der Höhe hh schwebt, können wir mit dem Tangenssatz arbeiten: h=CAsin(α)h = CA \cdot \sin(\alpha)

    Ich werde die Berechnungen durchführen.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Trigonometry
Sine Law
Geometry
Right Triangle

Formulas

Sine law: (a/sin(α)) = (b/sin(β)) = (c/sin(γ))
Height calculation using tangent: h = CA * sin(α)

Theorems

Sine Law
Triangle Angle Sum Theorem

Suitable Grade Level

Grades 10-12