Mathematik

Umkreis eines Dreiecks konstruieren und verstehen

Umkreis eines Dreiecks konstruieren und verstehen
Umkreis eines Dreiecks konstruieren und verstehen
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Der Umkreis ist der Kreis, der durch alle drei Eckpunkte eines Dreiecks verläuft. Seinen Mittelpunkt findest du als Schnittpunkt von zwei Mittelsenkrechten. Die dritte Mittelsenkrechte verläuft ebenfalls durch diesen Punkt und eignet sich zur Kontrolle.

Deine Lernziele

Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!

Woran erkennst du den Umkreis?
Definition

Umkreis

Der Umkreis eines Dreiecks ist ein Kreis, auf dessen Kreislinie alle drei Eckpunkte des Dreiecks liegen. Sein Mittelpunkt heißt Umkreismittelpunkt.

Der Radius ist der Abstand vom Umkreismittelpunkt zu einem Eckpunkt. Dabei ist es gleichgültig, welchen Eckpunkt du auswählst: Der Mittelpunkt ist von allen drei Ecken gleich weit entfernt.

Verwechsle den Umkreis nicht mit dem Inkreis. Der Umkreis verläuft durch die Eckpunkte. Der Inkreis liegt im Dreieck und berührt die Seiten.

Merke

Umkreis: durch die Ecken. Inkreis: an den Seiten.

Teste dich
Frage 1 von 1LeichtWelche Aussage beschreibt den Umkreis eines Dreiecks richtig?
Lösung: Seine Kreislinie verläuft durch alle drei Eckpunkte. — Entscheidend sind die drei Eckpunkte auf der Kreislinie. Die Lage des Mittelpunkts hängt dagegen von der Dreiecksart ab.
Warum führen Mittelsenkrechten zum Mittelpunkt?
Definition

Mittelsenkrechte

Die Mittelsenkrechte einer Strecke ist eine Gerade, die durch den Mittelpunkt der Strecke verläuft und senkrecht auf ihr steht.

Jeder Punkt auf der Mittelsenkrechten einer Strecke hat zu deren beiden Endpunkten den gleichen Abstand. Das macht die Mittelsenkrechte zu einer Ortslinie: Sie enthält genau die Punkte mit dieser gemeinsamen Eigenschaft.

Betrachte ein Dreieck mit den Eckpunkten A, B und C. Ein Punkt auf der Mittelsenkrechten der Seite AB ist von A und B gleich weit entfernt. Liegt derselbe Punkt auch auf der Mittelsenkrechten der Seite BC, ist er zusätzlich von B und C gleich weit entfernt. Damit hat er zu allen drei Ecken den gleichen Abstand.

Genau deshalb ist der Schnittpunkt der Mittelsenkrechten der Umkreismittelpunkt. Ein Kreis um diesen Punkt kann durch alle drei Ecken verlaufen.

Beispiel

Du zeichnest die Mittelsenkrechte der Seite AB und danach die Mittelsenkrechte der Seite BC. Beide Geraden schneiden sich in M.

  • Wegen der ersten Mittelsenkrechten ist M von A und B gleich weit entfernt.
  • Wegen der zweiten Mittelsenkrechten ist M von B und C gleich weit entfernt.
  • Deshalb ist M von A, B und C gleich weit entfernt.

Stichst du den Zirkel in M ein und öffnest ihn bis A, erreicht die Zirkelöffnung auch B und C. Der gezeichnete Kreis ist der Umkreis.

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Frage 1 von 1MittelZwei Mittelsenkrechten schneiden sich in M. Warum genügt dieser Punkt als Umkreismittelpunkt?
Lösung: M hat zu allen drei Eckpunkten den gleichen Abstand. — Jede der beiden Mittelsenkrechten liefert eine Gleichheit von Abständen. Zusammen zeigen sie, dass M von allen drei Ecken gleich weit entfernt ist.
Wie zeichnest du den Umkreis?

Du brauchst ein Dreieck, ein Geodreieck, einen Zirkel und einen Stift.

  1. Wähle eine Dreiecksseite und markiere ihren Mittelpunkt.
  2. Zeichne durch diesen Mittelpunkt eine Gerade, die senkrecht auf der Seite steht. Das ist die erste Mittelsenkrechte.
  3. Wiederhole das Vorgehen an einer zweiten Dreiecksseite.
  4. Markiere den Schnittpunkt der beiden Mittelsenkrechten. Er ist der Umkreismittelpunkt M.
  5. Stich den Zirkel in M ein und öffne ihn bis zu einem Eckpunkt.
  6. Zeichne den Kreis. Er muss durch alle drei Eckpunkte verlaufen.
  7. Zeichne bei Bedarf die dritte Mittelsenkrechte. Sie muss ebenfalls durch M gehen und dient damit als Kontrolle.
Gut zu wissen

Treffen Kreislinie und Eckpunkte wegen kleiner Zeichenfehler nicht genau zusammen, prüfe zuerst die Seitenmittelpunkte, die rechten Winkel der Mittelsenkrechten und ihren Schnittpunkt.

Beispiel

Bei einem Dreieck ABC zeichnest du zuerst die Mittelsenkrechte von AB und anschließend die Mittelsenkrechte von AC. Ihr Schnittpunkt ist M. Danach stellst du den Zirkel auf den Abstand von M zu A ein und zeichnest den Kreis.

Zur Kontrolle prüfst du, ob auch B und C auf der Kreislinie liegen. Ist das der Fall, hast du den Umkreis richtig gezeichnet.

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Frage 1 von 1MittelEine Schülerin zeichnet nur eine Mittelsenkrechte und wählt darauf irgendeinen Punkt als Kreismittelpunkt. Was fehlt?
Lösung: Eine zweite Mittelsenkrechte, deren Schnittpunkt den Mittelpunkt eindeutig bestimmt. — Auf einer einzelnen Mittelsenkrechten liegen viele mögliche Punkte. Erst der Schnitt mit einer zweiten Mittelsenkrechten bestimmt den Punkt, der von allen drei Ecken gleich weit entfernt ist.
Wo liegt der Umkreismittelpunkt?

Die Lage des Umkreismittelpunkts hängt von den Innenwinkeln des Dreiecks ab.

DreiecksartKennzeichenLage des Umkreismittelpunkts
spitzwinkligAlle Innenwinkel sind kleiner als 90°innerhalb des Dreiecks
rechtwinkligEin Innenwinkel beträgt 90°in der Mitte der Hypotenuse
stumpfwinkligEin Innenwinkel ist größer als 90°außerhalb des Dreiecks

Die Hypotenuse ist die Seite gegenüber dem rechten Winkel.

Merke

Spitzwinklig: innen. Rechtwinklig: Hypotenusenmitte. Stumpfwinklig: außen.

Ein Mittelpunkt außerhalb des Dreiecks ist kein Konstruktionsfehler. Bei einem stumpfwinkligen Dreieck ist genau diese Lage richtig.

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Frage 1 von 2LeichtWo liegt der Umkreismittelpunkt eines stumpfwinkligen Dreiecks?
Lösung: außerhalb des Dreiecks — Beim stumpfwinkligen Dreieck liegt der Schnittpunkt der Mittelsenkrechten außerhalb.
Frage 2 von 2MittelBei einem rechtwinkligen Dreieck wurde die Mitte der Hypotenuse markiert. Welche Bedeutung hat dieser Punkt?
Lösung: Er ist der Umkreismittelpunkt. — Beim rechtwinkligen Dreieck liegt der Umkreismittelpunkt genau in der Mitte der Hypotenuse.
Karteikasten
Karteikasten

Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Umkreis eines Dreiecks
    • Kreislinie: verläuft durch alle drei Eckpunkte
    • Mittelpunkt: Schnittpunkt der Mittelsenkrechten
    • Radius: Abstand vom Mittelpunkt zu einer Ecke
    • Begründung: gleiche Abstände zu allen Ecken
    • Konstruktion: zwei Mittelsenkrechten zeichnen, Schnittpunkt markieren, Kreis ziehen
    • Lage: innen, Hypotenusenmitte oder außen
Abschluss-Check
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Frage 1 von 3LeichtWelche Geraden bestimmen den Umkreismittelpunkt?
Lösung: die Mittelsenkrechten der Dreiecksseiten — Der gemeinsame Schnittpunkt der Mittelsenkrechten ist von allen drei Ecken gleich weit entfernt.
Frage 2 von 3MittelDu hast zwei Mittelsenkrechten und ihren Schnittpunkt M gezeichnet. Wie bestimmst du den Radius?
Lösung: Du misst beziehungsweise überträgst den Abstand von M zu einer beliebigen Ecke. — Alle drei Eckpunkte haben denselben Abstand zu M. Daher darfst du jede Ecke zum Einstellen des Zirkels wählen.
Frage 3 von 3SchwerEin Umkreismittelpunkt liegt außerhalb des gezeichneten Dreiecks. Welche Schlussfolgerung ist fachlich richtig?
Lösung: Das kann korrekt sein, wenn das Dreieck stumpfwinklig ist. — Jedes Dreieck besitzt einen Umkreis. Die Lage seines Mittelpunkts verändert sich mit der Dreiecksart.

Prüfe zum Schluss deinen Lernweg: Du solltest erklären können, weshalb zwei Mittelsenkrechten den Mittelpunkt bestimmen, wie du danach den Kreis zeichnest und was seine Lage über die Dreiecksart verrät.

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