Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Diagonale berechnen Rechteck

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(00:27)

Ein Rechteckkannst du in zwei exakt gleich große, rechtwinklige Dreiecke teilen. Die längste Seite der Dreiecke nennst du auch Hypotenuse. Sie ist gleichzeitig die Diagonale ddes Rechtecks. 

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

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Rechteck in zwei gleich große, rechtwinklige Dreiecke (weiß & türkis)

Um die Diagonale d zu berechnen, verwendest du den Satz des Pythagoras , denn er besagt:

  • (Länge a des Rechtecks)2 + (Breite b des Rechtecks)2 = (Diagonale)2
  • a2 + b2 = d2

Löst du die Gleichung nach der Diagonale d auf, indem du auf beiden Seiten die Wurzel ziehst, erhältst du die allgemeine Formel zum Diagonale berechnen:

a2 + b2 = d2     |

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Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Diagonale Rechteck berechnen

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(00:27)

Nun kennst du die Antwort auf die Frage: Was sind Diagonalen und wie berechne ich sie? Aber schauen wir uns zur Diagonale eines Rechtecks gleich mal ein Beispiel an. Denn mit der Formel ist die Berechnung der Diagonale wirklich einfach.

Beispielaufgabe

Gegeben ist ein Rechteck mit den Seitenlängen a = 4 cm und b = 3 cm. Nun sollst du die Diagonale des Rechtecks berechnen

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Beispiel: Diagonale Rechteck berechnen

Gehe dabei wie folgt vor:

  • Formel aufstellen:

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Angaben einsetzen:

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Ergebnis berechnen:

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

In diesem Rechteck ist die Diagonaleinsgesamt 5cm lang. Mit diesem Ablauf und der Formel kannst du in jedem beliebigen Rechteck die Diagonale berechnen

Übrigens: In Rechtecken sind die Diagonalen immer gleich lang. Zudem halbieren sie sich gegenseitig.

Seitenlänge mit Diagonale berechnen

Du kannst aber auch aus einer gegebenen Diagonale eine fehlende Seitenlänge bestimmen. Dafür ist einerseits eine Seitenlänge a und andererseits die Länge der Diagonale d eines Rechtecks gegeben. Gesucht ist die Länge der Seite b.

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Seitenlänge aus Diagonale berechnen

Um diese Aufgabe zu lösen, stellst du die allgemeine Formel zum Diagonale berechnen nach der Seitenlänge b um:

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Formel umstellen:

   

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  • Angaben einsetzen:

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Ergebnis berechnen:

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Die Seitenlänge b ist circa 7,5 cm lang.

Beispielaufgabe

Du sollst die Diagonale vom Quadrat mit der Seitenlänge a = 1 m berechnen.

  • Formel aufstellen:

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Angabe einsetzen:

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Ergebnis berechnen:

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Diagonale berechnen – Raute

Eine Rautehat vier gleichlange Seiten a. Dabei sind jeweils die zwei gegenüberliegenden Seiten parallel und die jeweils gegenüberliegenden Winkel gleich groß.

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Raute

Achtung!Eine Raute kannst du zwar auch in zwei Dreiecke teilen, aber diese sind nicht rechtwinklig. Deshalb darfst du für die Berechnung der Diagonale auch nicht den Satz des Pythagoras verwenden!

Die Diagonalen einer Raute sind unterschiedlich lang und halbieren sich gegenseitig. Außerdem stehen sie rechtwinklig zueinander.

Teilst du die Raute aber in vier kleinere Dreiecke, wie die Diagonalen es dir vormachen, sind die Dreiecke rechtwinklig. Deshalb kannst du für die folgenden Rechnungen den Satz des Pythagoras verwenden.

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Raute mit Diagonalen

Da die zwei Diagonalen unterschiedlich lang sind, brauchst du zwei verschiedene Formeln. Die lange Diagonale nennst du eund die kürzere f.

Um die Länge der Diagonalen zu berechnen, wendest du den Satz des Pythagoras an einem der kleinen Dreiecke an. Die Hypotenuse des kleinen Dreiecks ist die Seite a. Die beiden anderen Seiten sind e/2 und f/2.

Setze deine Werte zuerst in die Formel für den Satz des Pythagoras ein:

   

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Nun kannst die Formel nach den Diagonalen e und f umstellen. Wie das geht, zeigen wir dir in ausführlich in diesem Video .

   

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Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Um eine Diagonale auszurechnen, brauchst du immer die Länge einer Seite und der anderen Diagonale.

Beispielaufgabe

Eine Raute ist a = 9 cm und ihre Diagonale f ist 12 cm lang. Wie lang ist die Diagonale e?

  • Formel aufstellen:

   

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Angaben einsetzen:

   

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Ergebnis berechnen:

   

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Die Diagonale e ist 6

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cm lang.

Diagonale berechnen – Parallelogramm

Ein Parallelogramm hat vier Seiten. Dabei sind nur die zwei gegenüberliegenden gleich lang und parallel. Auch hier gibt es eine lange Diagonale e und eine kurze f.

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Parallelogramm mit Diagonalen

Schau dir als erstes die Berechnung der kurzen Diagonale fan:

Indem du im Parallelogramm links ein kleines Dreieck „abschneidest“, erhältst du ein rechtwinkliges Dreieck.

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Parallelogramm Diagonale f berechnen

Jetzt brauchst du die Länge der Strecke m. Dazu wendest du bei deinem „abgeschnittenen“ Dreieck den Satz des Pythagoras an.

(Seite b)2 = m2 + (Höhe h)2

Wenn du nach m auflöst, erhältst du:

b2 – h2 = m2

→ m =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Mit diesem Wert kannst du nun das gelbe Dreieck betrachten und seine Hypotenuse berechnen, denn das ist gleichzeitig die Diagonale f, die du haben möchtest. Setze also a-m und h in den Satz des Pythagoras ein. Die Formel für die kurze Diagonale f in einem Parallelogramm ist somit:

f2 = (a – m)2 + h2

f =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Nun schauen wir uns an, wie du die lange Diagonale e berechnen kannst:

Für die Diagonale e schiebst du das kleine „abgeschnittene“ Dreieck von links auf die andere Seite und „klebst“ es an das Parallelogramm. Zusammengesetzt entsteht ein großes rechtwinkliges Dreieck. Seine längste Seite (Hypotenuse) ist gleichzeitig die Diagonale e.

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Parallelogramm Diagonale e berechnen

Rechne mit dem Satz des Pythagoras:

e2 = (a + m)2 + h2

→ e =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Beispielaufgabe

Ein Parallelogramm hat die Größen a = 10 cm, b = 7 cm und h = 5cm. Wie groß ist die kürzere Diagonale f?

Als erstes berechnest du m.

m =

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m =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

m =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

m =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

m ≈ 4,9

Jetzt verwendest du die Formel für die Diagonale f.

f =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

f =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

f =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

f =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

f ≈ 7,14

Die Diagonale fist ungefähr 7,14 cm lang.

Diagonale berechnen – Quader

Ein Quader ist ein dreidimensionaler Körper. Er hat eine Länge a, eine Breite b und eine Höhe h und besteht aus sechs Seiten. Die gegenüberliegenden Seiten sind jeweils identisch.

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Quader mit Diagonale

Die vier Raumdiagonalen verbinden immer zwei Ecken miteinander und führen durch den Quader hindurch.

Um die Diagonale eines Quaders zu berechnen, verwendest du wieder den Satz des Pythagoras. Es reicht, wenn du eine Diagonale berechnest, denn im Quader sind sie alle gleich lang.

So gehst du dabei vor:

Stell dir vor, in deinem Quader steht aufrecht ein rechtwinkliges Dreieck. Du willst seine Hypotenuse berechnen, denn sie ist gleichzeitig die Raumdiagonale D des Quaders.

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Quader Diagonale berechnen

Für den Satz des Pythagoras brauchst du zum einen die Diagonale d der Grundfläche und zum anderen die Höhe des Quaders.

Da die Grundfläche ein Rechteck ist, berechnest du seine Diagonale d mit der Formel d =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Nun kannst du ganz einfach die Diagonale D berechnen:

D2 = d2 + h2

D2 = a2 + b2 + h2

D =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Beispielaufgabe

Ein Quader hat die Größen a = 5 cm, b =4 cm und h = 3 cm. Wie groß ist seine Raumdiagonale D?

  • Formel aufstellen:

D =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Eingaben einsetzen:

D =

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

  • Ergebnis berechnen:

D = 5

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?

Die Raumdiagonale D ist 5

Was ist die Diagonale von einem Quadrat?
cm lang.

Trapez – Flächeninhalt und Umfang

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Jetzt kannst du die Diagonalen der verschiedensten geometrischen Figuren berechnen. Schau dir nun auch das Trapez an und wie du seinen Flächeninhalt und Umfang berechnest!

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Zum Video: Trapez – Flächeninhalt und Umfang

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Wie berechnet man die Diagonale von einem Quadrat aus?

Da beim Quadrat alle Seiten gleich lang sind, wird die Formel zu a² + a² = d² → 2•a² = d². Rechnen wir das jetzt aus, bekommen wir d = 8,49cm. Die Diagonale von unserem Quadrat ist also 8,49cm lang.

Wie viel Diagonale hat ein Quadrat?

In einem Quadrat sind die beiden Diagonalen gleich lang. Sie werden in der Regel einfach mit dem Buchstaben bezeichnet.

Wie berechnet man die Diagonale aus?

So berechnet man die Diagonale - ein Beispiel Die Summe der Quadratzahlen ist a2 + b2 = 9 + 16 = 25. Die Wurzel aus 25 ist 5, denn die Multiplikation von 5 mit 5 ergibt 25. Es gilt also: Die Diagonale ist die Wurzel aus der Summe der Quadrate der Seitenlängen eines Rechtecks.

Wie ist die Diagonale?

Eine Diagonale verbindet zwei gegenüberliegende Ecken einer Figur. Dabei ist sie keine eigene Seite oder Kante, sondern führt durch die Form oder den Körper hindurch.