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Hemmes mathematische Rätsel: Wie groß ist das Dreieck A?

Ein Quadrat ist in vier farbige Dreiecke unterteilt: ein rotes, ein gelbes, ein grünes und ein blaues. Jedes Dreieck ist mit einer Formel beschriftet: "A + 1" im roten, "A + 3" im gelben, "A + 2" im grünen und "A" im blauen Dreieck. Die Dreiecke sind so angeordnet, dass sie das Quadrat vollständig ausfüllen.

Presh Talwalkar betreibt im Internet seit 2007 den Denksport-Blog »Mind Your Decisions«. Am 11. September 2025 präsentierte er seinen Lesern und Leserinnen dort ein kniffliges geometrisches Problem, das ihm von jemandem, der sich »CandleStone« nennt, zugesandt worden war.

Ein Rechteck ist in vier Dreiecke mit den Flächeninhalten A, A + 1, A + 2 und A + 3 unterteilt worden. Wie groß ist A?

Die vier Dreiecke haben die Flächeninhalte A, B, C und D, und die drei äußeren Dreiecke haben Katheten der Längen a, b, c, d, e und f. Somit gilt für die Flächen des roten und des grünen Dreiecks B = af/2 und C = bc/2, was sich zu f = 2B/a und c = 2C/b umformen lässt. Daraus ergeben sich die Kathetenlängen d = a – c = a – 2C/b und e = b – f = b – 2B/a. Folglich beträgt der Inhalt des blauen Dreiecks A = de/2 = (a – 2C/b)( b – 2B/a)/2. Die Gleichung kann man zu (ab)2 – 2(A + B + C)(ab) + 4BC = 0 umformen. Dabei ist R = ab der Inhalt des Rechtecks. Damit bekommt man R2 – 2(A + B + C)R + 4BC = 0. 

Diese quadratische Gleichung hat die Lösungen R = A + B + C ± √(( A + B + C)2 – 4BC). Das Rechteck besteht aus den vier Dreiecken, deshalb gilt R = A + B + C + D. Da das gelbe Dreieck natürlich einen positiven Inhalt hat, folgt aus dem Vergleich der beiden letzten Gleichungen, dass D = √((A + B + C)2 – 4BC) sein muss. In diesen Ausdruck setzt man die ursprünglichen Flächeninhalte der Dreiecke ein und erhält dadurch (A + 3) = √(( A + (A + 1) + (A + 2))2 – 4(A + 1)(A + 2)). Dies kann man zu A2 = 2 zusammenfassen. Somit hat das blaue Dreieck den Inhalt A = √2 ≈ 1,414.

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