Der Satz des Thales

Thales' theorem

Mathematik Klasse 7 18 Aufgaben
GeometrieThalesKreisBeweis

Liegt C auf dem Kreis mit dem Durchmesser AB, so ist der Winkel bei C ein rechter (Satz des Thales). Die Station geht vom Versuch (der Winkel bleibt bei jeder Lage von C gleich) zum Beweis: Die Radien MA, MB, MC sind gleich lang, es entstehen zwei gleichschenklige Dreiecke, und die Winkelsumme liefert α + β = 90°. Sie räumt aus, dass jede Sehne oder jeder Punkt in der Nähe des Kreises genügt: AB muss Durchmesser sein und C auf dem Kreis liegen. Sie bereitet die Umkehrung, die Tangentenkonstruktion und die Konstruktion rechtwinkliger Dreiecke vor.

Ein Halbkreis-Versuch

Zeichne eine Strecke AB. Ihre Mitte M findest du mit der Mittelsenkrechten. Der Kreis um M durch A und B hat AB als Durchmesser und heißt Thaleskreis über AB; sein Radius ist AB : 2. Wähle einen Punkt C auf dem Kreis und verbinde ihn mit A und B. Bewege C mit dem Regler und beobachte den Winkel bei C: Er ist immer 90°.

Das ist der Satz des Thales, der Thales von Milet zugeschrieben wird: Liegt C auf dem Kreis mit dem Durchmesser AB, dann ist der Winkel bei C ein rechter. Messen zeigt aber nur einzelne Fälle. Ob es immer stimmt, klärt erst ein Beweis.

Bewege C auf dem Halbkreis. Was passiert mit γ?

Der Beweis

Verbinde C mit dem Mittelpunkt M. Die Strecken MA, MB und MC sind Radien und gleich lang. Das Dreieck AMC ist deshalb gleichschenklig, seine Basiswinkel bei A und bei C sind gleich; nenne sie α. Das Dreieck MBC ist ebenfalls gleichschenklig, seine Basiswinkel bei B und bei C heißen β. Für die Winkelsumme im Dreieck ABC gilt:

Also ist , und das ist genau der Winkel bei C. Der Beweis gilt für jede Lage von C, nicht nur für gemessene.

Bewege C. Wie hängen α, β und γ zusammen?

Nur mit dem Durchmesser

Der Beweis lebt von MA = MB = MC. Das gilt nur, wenn AB ein Durchmesser ist und C auf dem Kreis liegt. Liegt C innerhalb des Kreises, ist γ größer als 90°, liegt C außerhalb, ist γ kleiner. Und eine Sehne AB, die nicht durch M geht, hat keinen Thaleskreis: Für sie ist der Winkel bei C nicht 90°.

Verändere den Abstand MC. Bei welchem Wert ist γ genau 90°?
Leicht
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

AB ist ein Durchmesser des Kreises und C ein Punkt des Kreises. Wie groß ist der Winkel ACB?

  • ● 90°
  • ○ 60°
  • ○ 120°
Nach dem Satz des Thales ist der Winkel bei C ein rechter, wenn C auf dem Kreis über dem Durchmesser AB liegt – egal wo auf dem Halbkreis.
Im Bild tippen #2 15s ▶ Testen

AB ist ein Durchmesser des Kreises. Tippe auf den Punkt, bei dem der Winkel zwischen den Strecken zu A und zu B genau 90° ist.

✓ Antwort: P1
Nur ein Punkt auf dem Kreis über dem Durchmesser AB sieht die Strecke AB unter 90°. P2 liegt im Inneren (Winkel größer als 90°), P3 außerhalb (Winkel kleiner als 90°).
Wahr / Falsch #3 15s ▶ Testen

Der Winkel ACB ist nur dann ein rechter, wenn C genau über der Mitte von AB liegt.

✓ Falsch
Jeder Punkt C des Halbkreises über AB ergibt einen rechten Winkel, nicht nur der höchste Punkt. Der höchste Punkt ist nur ein Sonderfall (dort ist das Dreieck gleichschenklig).
Multiple Choice #4 25s ▶ Testen

Ein Kreis hat den Radius 5 cm. A und B sind Punkte auf dem Kreis. Bei welcher Länge von AB ist der Winkel ACB für jeden Punkt C des Kreises ein rechter Winkel?

  • ● AB = 10 cm
  • ○ AB = 8 cm
  • ○ AB = 5 cm
Der Satz des Thales verlangt, dass AB ein Durchmesser ist: AB = 2 · 5 cm = 10 cm. Eine kürzere Strecke ist nur eine Sehne; dafür gilt der Satz nicht.
Wahr / Falsch #5 15s ▶ Testen

Im Bild ist AB eine Sehne, die nicht durch M geht. Für den Punkt C auf dem Kreis ist ∠ACB trotzdem ein rechter Winkel.

✓ Falsch
Der Satz des Thales gilt nur, wenn AB ein Durchmesser ist, also durch den Mittelpunkt M geht. Hier ist AB eine Sehne, und der Winkel bei C ist nicht 90°.
Multiple Choice #6 20s ▶ Testen

AB ist ein Durchmesser, M sein Mittelpunkt, und der Radius MC ist gezeichnet. Welche Strecken sind gleich lang?

  • ● MA, MB und MC
  • ○ AC und BC
  • ○ AB und MC
MA, MB und MC sind Radien desselben Kreises und damit gleich lang. AC und BC sind es nur zufällig; AB ist ein Durchmesser, also doppelt so lang wie MC.
Im Bild tippen #7 15s ▶ Testen

Das Dreieck AMC ist gleichschenklig (MA = MC). Tippe auf seine Basis.

✓ Antwort: AC
Die Basis liegt zwischen den beiden gleich langen Schenkeln MA und MC, also ist es die Seite AC. Ihre Basiswinkel bei A und bei C sind gleich groß.
Multiple Choice #8 25s ▶ Testen

Du sollst den Thaleskreis über der Strecke AB mit AB = 8 cm zeichnen. Welchen Mittelpunkt und welchen Radius wählst du?

  • ● Mitte von AB, Radius 4 cm
  • ○ Mitte von AB, Radius 8 cm
  • ○ Punkt A, Radius 8 cm
Der Thaleskreis hat AB als Durchmesser: Mittelpunkt ist die Mitte von AB (Mittelsenkrechte), Radius die halbe Länge, also 4 cm. Radius 8 cm ergäbe einen Kreis mit Durchmesser 16 cm.
Im Bild tippen #9 15s ▶ Testen

Tippe auf den Mittelpunkt des Thaleskreises über AB.

✓ Antwort: P2
Der Mittelpunkt des Thaleskreises liegt in der Mitte von AB (Mittelsenkrechte konstruieren). Die anderen beiden Punkte liegen näher an A beziehungsweise an B.
Mittel
Lückentext #1 20s ▶ Testen

Liegt C auf dem Kreis mit dem Durchmesser AB, so ist der Winkel bei C ein ___ Winkel.

✓ Antwort: rechter
Das ist der Satz des Thales: Der Winkel bei C beträgt 90°, ein rechter Winkel.
Zahleneingabe #2 30s ▶ Testen

Ein Kreis hat den Radius 6 cm. Wie lang muss die Strecke AB sein, damit der Winkel ACB für jedes C auf dem Kreis ein rechter Winkel ist (in cm)?

✓ Antwort: 12
AB muss ein Durchmesser sein: 2 · 6 cm = 12 cm.
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

Im gleichschenkligen Dreieck AMC ist MA = MC und ∠CAM = 25°. Wie groß ist der Basiswinkel ∠MCA (in Grad)?

✓ Antwort: 25
In einem gleichschenkligen Dreieck sind die Basiswinkel gleich groß: ∠MCA = ∠CAM = 25°.
Zahleneingabe #4 30s ▶ Testen

Der Thaleskreis über AB hat AB = 9 cm. Wie groß ist sein Radius (in cm)?

✓ Antwort: 4.5
Der Radius ist die halbe Strecke: 9 cm : 2 = 4,5 cm.
Schwer
Zahleneingabe #1 30s ▶ Testen

AB ist ein Durchmesser, C liegt auf dem Kreis, und ∠CAB = 28°. Wie groß ist ∠ABC (in Grad)?

✓ Antwort: 62
Nach Thales ist ∠ACB = 90°. Die Winkelsumme im Dreieck ABC beträgt 180°: ∠ABC = 180° − 90° − 28° = 62°.
Zahleneingabe #2 40s ▶ Testen

Der Punkt A(−3|−4) liegt auf dem Kreis um M(0|0). Der Punkt B soll so auf dem Kreis liegen, dass AB ein Durchmesser ist. Wie lautet die x-Koordinate von B?

✓ Antwort: 3
Ein Durchmesser geht durch M, also liegt B gegenüber von A: B(3|4). Die x-Koordinate ist 3.
Zahleneingabe #3 35s ▶ Testen

AB ist ein Durchmesser mit Mittelpunkt M und C liegt auf dem Kreis. Es ist ∠MCA = 25°. Wie groß ist ∠MCB (in Grad)?

✓ Antwort: 65
Nach Thales ist ∠ACB = 90° = ∠MCA + ∠MCB, also ∠MCB = 90° − 25° = 65°. (Im Beweis ist das β = 90° − α.)
KI-bewertete Rechnung #4 240s ▶ Testen

AB ist ein Durchmesser eines Kreises mit dem Mittelpunkt M, C ein weiterer Punkt des Kreises. Beweise, dass der Winkel ACB ein rechter Winkel ist. Zeichne eine Beweisfigur, benenne gleich große Winkel mit α und β und schreibe jeden Schritt mit seiner Begründung auf. Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Skizze mit Radius MC. MA = MC = MB (Radien). Dreieck AMC ist gleichschenklig: ∠MCA = ∠CAM = α (Basiswinkel). Dreieck MBC ist gleichschenklig: ∠MCB = ∠CBM = β. Winkelsumme im Dreieck ABC: α + β + (α + β) = 180°, also 2(α + β) = 180° und α + β = 90°. Der Winkel bei C ist ∠MCA + ∠MCB = α + β = 90°.
Der Beweis nutzt nur gleich lange Radien, die Basiswinkel im gleichschenkligen Dreieck und die Winkelsumme. Er gilt für jede Lage von C, nicht nur für gemessene Fälle.
Zahleneingabe #5 30s ▶ Testen

Der Thaleskreis liegt über der Strecke AB mit A(1|0) und B(9|0). Wie lautet die x-Koordinate seines Mittelpunkts?

✓ Antwort: 5
Der Mittelpunkt ist die Mitte von AB: x = (1 + 9) : 2 = 5. Der Radius wäre 4.