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Hemmes mathematische Rätsel: Wie lang ist die Seite?

Abstrakte Darstellung von leuchtenden, blauen geometrischen Formen, hauptsächlich Dreiecken, die in einem dunklen, sternenähnlichen Hintergrund schweben. Die Formen variieren in Größe und Transparenz, was eine dreidimensionale Illusion erzeugt. Einige Dreiecke sind mit Linien verbunden, die ein Netzwerk oder ein Gitter andeuten. Der Hintergrund ist dunkelblau, was die leuchtenden Formen hervorhebt.

Die Seiten AB und AC des Dreiecks ABC haben die Längen 86 und 97. Die Ecke A fällt mit dem Mittelpunkt eines Kreises vom Radius 86 zusammen. Der Kreis schneidet die Dreiecksseite BC in den Punkten B und D. Die Strecken BD und CD haben ganzzahlige Längen. Wie lang ist die Seite BC?

Verbindet man den Schnittpunkt D mit dem Eckpunkt A, entsteht das gleichschenklige Dreieck ABD. Die Grundseitenhöhe h hat den Fußpunkt E, und die Strecken EB und ED haben beide die Länge k. Die Strecke EC hat die Länge l. Für die rechtwinkligen Dreiecke ABE und AEC ergibt sich mit dem Satz des Pythagoras h2 + k2 = 862 und h2 + l2 = 972. Zieht man die erste von der zweiten Gleichung ab, bekommt man l2k2 = 972 – 862, was man zu (l + k)(l – k) = 2013 = 3 · 11 · 61 umformen kann. Da l + k und l – k natürliche Zahlen sein müssen und l + k größer als l – k ist, kommen für l + k nur 61, 183, 671 und 2013 in Frage. Damit l + k eine Seite des Dreiecks ABD sein kann, muss der Wert kleiner sein als 2 · 86 = 172. Dies trifft aber nur für l + k = 61 zu, woraus sich l – k = 33 ergibt. Die Seite BC des Dreiecks ABC hat folglich die Länge 61, und der Punkt D unterteilt sie in zwei Abschnitte mit den Längen 28 und 33.

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