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Hemmes mathematische Rätsel: Wie groß ist der Radius des Halbkreises?

Eine Skizze zeigt ein gelbes Quadrat mit einer Seitenlänge von 6 Einheiten. Innerhalb des Quadrats befindet sich ein blauer Halbkreis, dessen Durchmesser der Diagonale des Quadrats entspricht. Die Diagonale ist mit den Punkten markiert, die die Längen 6 und 3 angeben. Der Halbkreis ist in der oberen rechten Ecke des Quadrats platziert.

In einem Rechteck liegt ein Halbkreis, der jede der vier Rechteckseiten einmal berührt. Wie groß ist der Radius des Halbkreises?

M ist der Mittelpunkt der Halbkreisgrundlinie, und die Strecken MA, MC, MD und MF sind Radien des Halbkreises und haben die Länge r. Die beiden rechtwinkligen Dreiecke ABM und MED sind deckungsgleich. Ihre horizontalen Katheten haben die Längen DE = MB = MC – 3 = r – 3 und ihre vertikalen Katheten die Längen AB = ME = MF – 6 = r – 6. Für das Dreieck ABM gilt somit nach dem Satz des Pythagoras (MB)2 + (AB)2 = (MA)2 oder (r – 3)2 + (r – 6)2 = r2, was sich zu r2 – 18r + 45 = 0 zusammenfassen lässt. Diese quadratische Gleichung hat die beiden Lösungen 3 und 15. Die erste Lösung scheidet aus geometrischen Gründen aus. Folglich ist r = 15.

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