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Winkel im Dreieck und Viereck – So findest du jeden fehlenden Winkel

Winkel zu messen ist eine sehr alte Idee. Menschen brauchten diese Fähigkeit schon Jahrtausende vor unserer Zeit.

Die alten Ägypter bauten vor über 4000 Jahren die Pyramiden. Jede Pyramide hat vier dreieckige Seitenflächen. Diese Dreiecke müssen perfekt aufeinander abgestimmt sein. Die Ägypter verwendeten gespannte Seile und einfache Winkelmesser aus Holz. Ohne genaue Winkelkenntnisse wären die Pyramiden schief geworden.

Die Babylonier in Mesopotamien teilten den Kreis in 360 Grad ein. Diese Einteilung nutzen wir bis heute. Warum ausgerechnet 360? Das Jahr hatte damals etwa 360 Tage. Ausserdem lässt sich 360 durch viele Zahlen teilen: durch 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12 und mehr.

Thales von Milet lebte um 600 vor Christus in Griechenland. Er war einer der ersten Mathematiker, der geometrische Aussagen begründete. Er erkannte, dass bestimmte Winkel immer in einem festen Verhältnis stehen.

Euklid schrieb um 300 vor Christus sein berühmtes Werk «Elemente». Darin bewies er die Winkelsumme im Dreieck streng logisch. Sein Beweis gilt bis heute als korrekt. Die «Elemente» war nach der Bibel das meistgedruckte Buch in Europa.

Im Mittelalter nutzten Baumeister Winkelwissen beim Bau von Kathedralen. Die grossen Bogenfenster und Gewölbe entstanden durch genaue Winkelberechnungen.

Heute steckt Winkelrechnung überall: in Computerspielen, in der Architektur, in der Navigation von Flugzeugen und sogar in der Robotertechnik. Ein Roboterarm kann nur dann ein Glas greifen, wenn seine Gelenke die richtigen Winkel einnehmen.

Was Euklid vor 2300 Jahren aufschrieb, benutzt du heute im Mathematikunterricht. Das ist bemerkenswert.

Bevor du Winkel berechnest, musst du die wichtigsten Begriffe kennen.

Ein Winkel entsteht zwischen zwei Strahlen, die vom gleichen Punkt ausgehen. Dieser Punkt heisst Scheitelpunkt. Die Grösse eines Winkels gibst du in Grad (°) an.

Ein Innenwinkel liegt im Innern einer geometrischen Figur. Bei einem Dreieck liegen alle drei Innenwinkel zwischen den Seiten des Dreiecks. Du erkennst sie daran, dass sie «nach innen» zeigen.

Winkel haben besondere Namen je nach ihrer Grösse:

  • Ein spitzer Winkel ist kleiner als 90°90°.
  • Ein rechter Winkel beträgt genau 90°90°. Er wird mit einem kleinen Quadrat markiert.
  • Ein stumpfer Winkel liegt zwischen 90°90° und 180°180°.
  • Ein gestreckter Winkel beträgt genau 180°180°. Das ist eine gerade Linie.

Die griechischen Buchstaben α\alpha (Alpha), β\beta (Beta), γ\gamma (Gamma) und δ\delta (Delta) stehen für die einzelnen Winkel in den Ecken einer Figur.

Stell dir die Winkelsumme als Kuchen vor, den du aufteilen musst. Im Dreieck hast du genau 180°180° zu verteilen. Im Viereck sind es 360°360°. Die einzelnen Stücke können unterschiedlich gross sein. Ihre Summe bleibt aber immer gleich.

Die gute Nachricht: Der Rechenweg ist immer gleich. Egal ob Dreieck oder Viereck.

Nach jeder Rechnung machst du eine Probe. Addiere alle Winkel einschliesslich deines Ergebnisses. Im Dreieck musst du 180°180° erhalten. Im Viereck 360°360°. Stimmt die Probe nicht, liegt irgendwo ein Fehler.

Zähle vor dem Rechnen immer die Ecken der Figur. Drei Ecken bedeuten 180°180°. Vier Ecken bedeuten 360°360°. Das ist die häufigste Fehlerquelle.

Ein berechneter Winkel muss immer grösser als 0° und kleiner als 180°180° sein. Ein Winkel von 0° wäre kein Winkel. Ein Winkel von 180°180° wäre eine gerade Linie, keine Ecke.


Beispiel:

Ein Dreieck hat die Winkel α=60°\alpha = 60° und β=80°\beta = 80°. Berechne den dritten Winkel γ\gamma.

Lösung:

Schritt 1: Bekannte Winkel addieren.

60°+80°=140°60° + 80° = 140°

Schritt 2: Von der Winkelsumme abziehen.

γ=180°140°=40°\gamma = 180° - 140° = 40°

Antwort: Der dritte Winkel beträgt γ=40°\gamma = 40°.

Probe: 60°+80°+40°=180°60° + 80° + 40° = 180°

Das Dreieck hat einen spitzen Winkel von 40°40°, einen mittelgrossen von 60°60° und einen etwas grösseren von 80°80°. Alle drei sind spitze Winkel (kleiner als 90°90°). Das ergibt eine flache, streckte Form.


Beispiel:

Ein Viereck hat die Winkel α=70°\alpha = 70°, β=110°\beta = 110° und γ=85°\gamma = 85°. Berechne den vierten Winkel δ\delta.

Lösung:

Schritt 1: Bekannte Winkel addieren.

70°+110°+85°=265°70° + 110° + 85° = 265°

Schritt 2: Von der Winkelsumme abziehen.

δ=360°265°=95°\delta = 360° - 265° = 95°

Antwort: Der vierte Winkel beträgt δ=95°\delta = 95°.

Probe: 70°+110°+85°+95°=360°70° + 110° + 85° + 95° = 360°

Beachte: β=110°\beta = 110° ist ein stumpfer Winkel. Er ist grösser als 90°90°. Das ist erlaubt. Auch δ=95°\delta = 95° ist stumpf. Das Viereck hat also zwei stumpfe und zwei spitze Winkel.


Beim Rechnen mit Winkeln passieren immer wieder dieselben Fehler. Hier findest du die wichtigsten Fallen.


Beispiel:

In einem gleichschenkligen Dreieck sind die beiden Basiswinkel gleich gross. Der Winkel an der Spitze beträgt 50°50°. Wie gross sind die Basiswinkel?

Lösung:

Überlegung: Im gleichschenkligen Dreieck sind zwei Winkel identisch. Nenne beide α\alpha. Der dritte Winkel ist 50°50°.

Schritt 1: Gleichung aufstellen.

α+α+50°=180°\alpha + \alpha + 50° = 180°

Schritt 2: Zusammenfassen.

2α+50°=180°2 \cdot \alpha + 50° = 180°

Schritt 3: 50°50° subtrahieren.

2α=130°2 \cdot \alpha = 130°

Schritt 4: Durch 22 dividieren.

α=65°\alpha = 65°

Antwort: Beide Basiswinkel betragen jeweils 65°65°.

Probe: 65°+65°+50°=180°65° + 65° + 50° = 180°


Beispiel:

Ein Fensterrahmen ist ein Viereck. Drei seiner Winkel betragen 90°90°, 85°85° und 95°95°. Der vierte Winkel ist beschädigt und muss repariert werden. Welchen Winkel muss der Handwerker herstellen?

Lösung:

Schritt 1: Bekannte Winkel addieren.

90°+85°+95°=270°90° + 85° + 95° = 270°

Schritt 2: Von der Winkelsumme des Vierecks abziehen.

δ=360°270°=90°\delta = 360° - 270° = 90°

Antwort: Der vierte Winkel muss 90°90° betragen.

Probe: 90°+85°+95°+90°=360°90° + 85° + 95° + 90° = 360°

Überlegung: Der Fensterrahmen ist fast ein Rechteck. Zwei Winkel sind leicht verformt (85°85° und 95°95°), aber zusammen ergeben sie wieder 180°180°. Deshalb müssen die anderen beiden Winkel zusammen ebenfalls 180°180° ergeben, also je 90°90°.


Du hast die Grundregel verstanden. Jetzt geht es einen Schritt weiter.

Warum gilt die Winkelsumme im Dreieck?

Es gibt einen einfachen Beweis ohne Algebra. Zeichne ein beliebiges Dreieck auf Papier. Reiße die drei Ecken ab. Lege die drei Winkelspitzen so zusammen, dass sie einen gemeinsamen Punkt berühren. Die drei Ecken bilden zusammen immer eine gerade Linie. Eine gerade Linie entspricht einem gestreckten Winkel von 180°180°.

Viereck aus zwei Dreiecken

Jedes Viereck kannst du mit einer Diagonale in zwei Dreiecke aufteilen. Jedes Dreieck hat eine Winkelsumme von 180°180°. Zwei Dreiecke ergeben also 2180°=360°2 \cdot 180° = 360°. Das erklärt die Winkelsumme im Viereck.

Besondere Dreiecke und Vierecke

Das gleichseitige Dreieck hat alle Seiten gleich lang. Deshalb sind auch alle Winkel gleich: 180°÷3=60°180° \div 3 = 60°.

Das rechtwinklige Dreieck hat einen Winkel von 90°90°. Die anderen beiden Winkel addieren sich immer zu 90°90°.

Das Rechteck hat vier rechte Winkel à 90°90°. Das Quadrat ist ein Sonderfall des Rechtecks.

Das Parallelogramm hat gegenüberliegende Winkel, die gleich gross sind. Benachbarte Winkel ergänzen sich immer zu 180°180°.


Beispiel:

Ein regelmässiges Fünfeck hat fünf gleich grosse Innenwinkel. Wie gross ist jeder einzelne Winkel?

Lösung:

Schritt 1: Winkelsumme des Fünfecks berechnen.

(52)180°=3180°=540°(5 - 2) \cdot 180° = 3 \cdot 180° = 540°

Schritt 2: Da alle fünf Winkel gleich sind, teile durch 5.

ein Winkel=540°5=108°\text{ein Winkel} = \frac{540°}{5} = 108°

Antwort: Jeder Innenwinkel eines regelmässigen Fünfecks beträgt 108°108°.

Probe: 5108°=540°5 \cdot 108° = 540°

Bemerkung: Das regelmässige Fünfeck kommt in der Natur vor, zum Beispiel als Form von Seesternen. Auch der Querschnitt einer Okraschote ist annähernd fünfeckig.


Löse die folgenden Aufgaben. Schreibe immer den vollständigen Rechenweg auf. Mache am Ende eine Probe.

Aufgabe 1 (einfach) Ein Dreieck hat die Winkel α=50°\alpha = 50° und β=70°\beta = 70°. Berechne γ\gamma.

Aufgabe 2 (einfach) Ein Dreieck hat die Winkel α=90°\alpha = 90° und β=35°\beta = 35°. Berechne γ\gamma.

Aufgabe 3 (einfach) Ein Viereck hat die Winkel 90°90°, 90°90° und 90°90°. Wie gross ist der vierte Winkel?

Aufgabe 4 (mittel) Ein Viereck hat die Winkel α=75°\alpha = 75°, β=105°\beta = 105° und γ=80°\gamma = 80°. Berechne δ\delta.

Aufgabe 5 (mittel) In einem gleichschenkligen Dreieck beträgt ein Basiswinkel 55°55°. Wie gross ist der Winkel an der Spitze?

Aufgabe 6 (mittel) Ein Dreieck hat die Winkel α=2β\alpha = 2 \cdot \beta und γ=3β\gamma = 3 \cdot \beta. Berechne alle drei Winkel.

Aufgabe 7 (mittel) Ein Parallelogramm hat einen Winkel von 65°65°. Wie gross sind die anderen drei Winkel? Tipp: Gegenüberliegende Winkel im Parallelogramm sind gleich gross.

Aufgabe 8 (schwer) Ein Dreieck hat die Winkel α\alpha, 2α2\alpha und 3α3\alpha. Berechne alle drei Winkel.

Aufgabe 9 (schwer) Ein Viereck hat vier gleich grosse Winkel und einen weiteren Winkel, der 20°20° grösser als die anderen ist. Korrektur: Das Viereck hat drei gleich grosse Winkel von je β\beta und einen Winkel von β+20°\beta + 20°. Berechne β\beta.

Aufgabe 10 (schwer) Ein Sechseck wird durch zwei Diagonalen in vier Dreiecke aufgeteilt. Erkläre, wie du damit die Winkelsumme des Sechsecks berechnest. Berechne ausserdem jeden Innenwinkel eines regelmässigen Sechsecks.


Die Winkelsumme ist dein Werkzeug für fehlende Winkel. Im Dreieck nutzt du 180°180°. Im Viereck nutzt du 360°360°.

Der Rechenweg ist immer gleich. Zuerst zählst du die Ecken. Dann addierst du alle bekannten Winkel. Schliesslich ziehst du diese Summe von der Winkelsumme ab.

Vergiss die Probe nicht. Sie zeigt dir sofort, ob dein Ergebnis stimmt.

Kontrolliere jedes Ergebnis auf Sinnhaftigkeit. Ein Winkel muss grösser als 0° und kleiner als 180°180° sein. Sonst liegt ein Fehler vor.

Besondere Dreiecke haben besondere Eigenschaften. Beim gleichschenkligen Dreieck sind zwei Winkel identisch. Das vereinfacht die Rechnung. Beim gleichseitigen Dreieck sind alle drei Winkel je 60°60°.


❓ Frage: Ein Dreieck hat die Winkel α=45°\alpha = 45° und β=90°\beta = 90°. Wie gross ist γ\gamma?
Lösung anzeigen

Rechenweg:

γ=180°45°90°=45°\gamma = 180° - 45° - 90° = 45°

Der dritte Winkel beträgt γ=45°\gamma = 45°. Probe: 45°+90°+45°=180°45° + 90° + 45° = 180° ✓ Das Dreieck ist rechtwinklig und gleichschenklig. Die beiden Katheten schliessen einen rechten Winkel ein. Die Basiswinkel sind je 45°45°.

❓ Frage: Ein Viereck hat drei Winkel: 80°80°, 100°100° und 90°90°. Wie gross ist der vierte Winkel?
Lösung anzeigen

Rechenweg:

δ=360°80°100°90°=90°\delta = 360° - 80° - 100° - 90° = 90°

Der vierte Winkel beträgt 90°90°. Probe: 80°+100°+90°+90°=360°80° + 100° + 90° + 90° = 360°

❓ Frage: In einem gleichschenkligen Dreieck beträgt ein Basiswinkel 70°70°. Wie gross ist der Winkel an der Spitze?
Lösung anzeigen

Überlegung: Beide Basiswinkel sind gleich gross, also je 70°70°. Rechenweg:

Spitzenwinkel=180°70°70°=40°\text{Spitzenwinkel} = 180° - 70° - 70° = 40°

Der Winkel an der Spitze beträgt 40°40°. Probe: 70°+70°+40°=180°70° + 70° + 40° = 180°

❓ Frage: Ein Dreieck hat die Winkel α=β\alpha = \beta und γ=80°\gamma = 80°. Wie gross sind α\alpha und β\beta?
Lösung anzeigen

Rechenweg: Da α=β\alpha = \beta, gilt:

2α+80°=180°2 \cdot \alpha + 80° = 180°2α=100°2 \cdot \alpha = 100°α=50°\alpha = 50°

Beide Winkel α\alpha und β\beta betragen je 50°50°. Probe: 50°+50°+80°=180°50° + 50° + 80° = 180°

❓ Frage: Wie gross ist die Winkelsumme in einem regelmässigen Sechseck?
Lösung anzeigen

Rechenweg mit der Formel:

(n2)180°=(62)180°=4180°=720°(n - 2) \cdot 180° = (6 - 2) \cdot 180° = 4 \cdot 180° = 720°

Die Winkelsumme im Sechseck beträgt 720°720°. Jeder einzelne Innenwinkel im regelmässigen Sechseck:

720°÷6=120°720° \div 6 = 120°

Jeder Innenwinkel beträgt 120°120°.


Du kennst jetzt die Winkelsumme in Dreiecken und Vierecken. Das ist ein wichtiges Fundament.

In der 7. und 8. Klasse lernst du Winkel an Geraden kennen. Dort treten Scheitelwinkel und Stufenwinkel auf. Auch der Satz des Thales wartet auf dich. Er verbindet Winkel mit Kreisen.

Später kommt die Trigonometrie. Sie berechnet Seiten und Winkel in rechtwinkligen Dreiecken. Daraus entstehen Sinus, Kosinus und Tangens.

Architekten, Ingenieure und Programmierer nutzen all das täglich. Was du heute lernst, ist kein abstraktes Schulwissen. Es ist ein echtes Handwerkszeug.


Hier findest du die vollständigen Lösungswege zu allen Übungsaufgaben.


Lösung zu Aufgabe 1

Gegeben: α=50°\alpha = 50°, β=70°\beta = 70°. Gesucht: γ\gamma.

γ=180°50°70°=60°\gamma = 180° - 50° - 70° = 60°

Der dritte Winkel beträgt γ=60°\gamma = 60°.

Probe: 50°+70°+60°=180°50° + 70° + 60° = 180°


Lösung zu Aufgabe 2

Gegeben: α=90°\alpha = 90°, β=35°\beta = 35°. Gesucht: γ\gamma.

γ=180°90°35°=55°\gamma = 180° - 90° - 35° = 55°

Der dritte Winkel beträgt γ=55°\gamma = 55°.

Probe: 90°+35°+55°=180°90° + 35° + 55° = 180°

Das ist ein rechtwinkliges Dreieck. Der Winkel α=90°\alpha = 90° ist der rechte Winkel.


Lösung zu Aufgabe 3

Gegeben: Drei Winkel je 90°90°. Gesucht: vierter Winkel.

δ=360°90°90°90°=90°\delta = 360° - 90° - 90° - 90° = 90°

Der vierte Winkel beträgt 90°90°.

Probe: 90°+90°+90°+90°=360°90° + 90° + 90° + 90° = 360°

Das Viereck ist ein Rechteck (oder Quadrat).


Lösung zu Aufgabe 4

Gegeben: α=75°\alpha = 75°, β=105°\beta = 105°, γ=80°\gamma = 80°. Gesucht: δ\delta.

Schritt 1: Bekannte Winkel addieren.

75°+105°+80°=260°75° + 105° + 80° = 260°

Schritt 2: Von der Winkelsumme abziehen.

δ=360°260°=100°\delta = 360° - 260° = 100°

Der vierte Winkel beträgt δ=100°\delta = 100°.

Probe: 75°+105°+80°+100°=360°75° + 105° + 80° + 100° = 360°


Lösung zu Aufgabe 5

Gegeben: Gleichschenkliges Dreieck, ein Basiswinkel =55°= 55°. Gesucht: Spitzenwinkel.

Beide Basiswinkel sind gleich gross, also je 55°55°.

Spitzenwinkel=180°55°55°=70°\text{Spitzenwinkel} = 180° - 55° - 55° = 70°

Der Winkel an der Spitze beträgt 70°70°.

Probe: 55°+55°+70°=180°55° + 55° + 70° = 180°


Lösung zu Aufgabe 6

Gegeben: α=2β\alpha = 2\beta, γ=3β\gamma = 3\beta. Gesucht: alle drei Winkel.

Gleichung aufstellen:

β+2β+3β=180°\beta + 2\beta + 3\beta = 180° 6β=180°6\beta = 180° β=30°\beta = 30°

Daraus folgt:

α=230°=60°\alpha = 2 \cdot 30° = 60° γ=330°=90°\gamma = 3 \cdot 30° = 90°

Die drei Winkel betragen 30°30°, 60°60° und 90°90°.

Probe: 30°+60°+90°=180°30° + 60° + 90° = 180°

Das ist ein rechtwinkliges Dreieck.


Lösung zu Aufgabe 7

Gegeben: Parallelogramm, ein Winkel =65°= 65°. Gesucht: alle anderen Winkel.

Im Parallelogramm gilt: Gegenüberliegende Winkel sind gleich gross. Benachbarte Winkel ergänzen sich zu 180°180°.

  • Gegenüberliegender Winkel: 65°65°
  • Benachbarter Winkel: 180°65°=115°180° - 65° = 115°
  • Gegenüber vom benachbarten Winkel: 115°115°

Die vier Winkel sind: 65°65°, 115°115°, 65°65°, 115°115°.

Probe: 65°+115°+65°+115°=360°65° + 115° + 65° + 115° = 360°


Lösung zu Aufgabe 8

Gegeben: Winkel α\alpha, 2α2\alpha, 3α3\alpha. Gesucht: alle drei Winkel.

α+2α+3α=180°\alpha + 2\alpha + 3\alpha = 180° 6α=180°6\alpha = 180° α=30°\alpha = 30°

Die drei Winkel sind:

α=30°,2α=60°,3α=90°\alpha = 30°, \quad 2\alpha = 60°, \quad 3\alpha = 90°

Probe: 30°+60°+90°=180°30° + 60° + 90° = 180°


Lösung zu Aufgabe 9

Gegeben: Drei gleiche Winkel β\beta und ein Winkel (β+20°)(\beta + 20°). Gesucht: β\beta.

β+β+β+(β+20°)=360°\beta + \beta + \beta + (\beta + 20°) = 360° 4β+20°=360°4\beta + 20° = 360° 4β=340°4\beta = 340° β=85°\beta = 85°

Der vierte Winkel ist 85°+20°=105°85° + 20° = 105°.

Die vier Winkel sind: 85°85°, 85°85°, 85°85°, 105°105°.

Probe: 85°+85°+85°+105°=360°85° + 85° + 85° + 105° = 360°


Lösung zu Aufgabe 10

Ein Sechseck hat n=6n = 6 Ecken.

Winkelsumme mit der Formel:

(62)180°=4180°=720°(6 - 2) \cdot 180° = 4 \cdot 180° = 720°

Erklärung über Dreiecke: Mit zwei nicht sich schneidenden Diagonalen teilst du ein Sechseck in vier Dreiecke auf. Jedes Dreieck hat eine Winkelsumme von 180°180°. Vier Dreiecke ergeben 4180°=720°4 \cdot 180° = 720°.

Innenwinkel des regelmässigen Sechsecks: Alle sechs Winkel sind gleich gross.

ein Innenwinkel=720°6=120°\text{ein Innenwinkel} = \frac{720°}{6} = 120°

Jeder Innenwinkel des regelmässigen Sechsecks beträgt 120°120°.

Probe: 6120°=720°6 \cdot 120° = 720°

Bemerkung: Das regelmässige Sechseck kommt in der Natur häufig vor. Bienenwaben haben diese Form. Der Grund: Das Sechseck füllt eine Fläche lückenlos aus, wie die Rechtecke eines Schachbretts. Dabei ist der Materialaufwand besonders gering.