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LernenMathematikSekundarstufe IGeometrieTrigonometrie im rechtwinkligen Dreieck

Themenübersicht

Trigonometrie im rechtwinkligen Dreieck

Sinus, Kosinus und Tangens verbinden Winkel mit den Seitenverhältnissen eines rechtwinkligen Dreiecks.

MathematikSekundarstufe I

Lernweg

Theorie
verstehen
Beispiele
nachvollziehen
Selbst
rechnen

Lernschritt

Theorie verstehen

sin(α) =GHcos(α) =AHtan(α) =GAαGAH
Illustration zu Trigonometrie im rechtwinkligen Dreieck

Trigonometrie im rechtwinkligen Dreieck

Sinus, Kosinus und Tangens verbinden einen spitzen Winkel mit Seitenverhältnissen. Die Hypotenuse liegt gegenüber 90°; Gegen- und Ankathete werden relativ zum betrachteten Winkel benannt.

BogenmaßGradmaß​=Gradmaß⋅180∘π​=Bogenmaß⋅π180∘​​

So findest du die Seiten: Markiere zuerst den betrachteten Winkel α. Die Gegenkathete G liegt diesem Winkel genau gegenüber. Die Ankathete A liegt direkt am Winkel an und ist die andere Kathete, also nicht die Hypotenuse H. Die Hypotenuse liegt immer gegenüber dem rechten Winkel.

Mit der Trigonometrie kannst du in einem rechtwinkligen Dreieck fehlende Seitenlängen oder Winkel berechnen, wenn einige Angaben bereits bekannt sind. So lassen sich zum Beispiel Höhen, Entfernungen und Steigungen bestimmen, ohne sie direkt messen zu müssen.

Winkel können im Gradmaß oder im Bogenmaß angegeben werden. Ein Vollwinkel entspricht 360∘ oder 2π(rad). Steht der Winkel in Grad da, muss der Taschenrechner auf DEG eingestellt sein; bei Bogenmaß verwendest du RAD.

Merke

Der Merkspruch «GAG HHA» erinnert dich an die Seiten: G steht für Gegenkathete, A für Ankathete und H für Hypotenuse. Lies die Verhältnisse als Brüche: HG​ ist Sinus, HA​ ist Kosinus und AG​ ist Tangens.

Das lernst du

  • •Benenne Hypotenuse, Gegen- und Ankathete relativ zum Winkel.
  • •Wähle Sinus, Kosinus oder Tangens anhand der beteiligten Seiten.
  • •Stelle das Verhältnis nach einer Seite oder mit der Umkehrfunktion nach dem Winkel um.

Lernschritt

Beispiele nachvollziehen

Musteraufgabe 1

Einfach

Hypotenuse mit Sinus

Zu α=30∘ gehört die Gegenkathete 5cm. Bestimme H.

  1. 1Sinus ansetzen

    sin(30∘)=H5​
  2. 2Umstellen

    H=0,55​=10cm

Ergebnis

10cm

Musteraufgabe 2

Mittel

Winkel mit Tangens

Gegenkathete 3cm, Ankathete 4cm. Bestimme α.

  1. 1Verhältnis

    tan(α)=43​
  2. 2Umkehrfunktion

    α=arctan(43​)≈36,9∘

Ergebnis

α beträgt rund 36,9°.

Lernschritt

Selbst rechnen

Aufgabe 1

Einfach

Sinus

α = 30°, H = 14cm. Bestimme die Gegenkathete.

Aufgabe 2

Einfach

Kosinus

α = 60°, H = 18cm. Bestimme die Ankathete.

Aufgabe 3

Einfach

Tangens

α = 45°, A = 8cm. Bestimme die Gegenkathete.

Aufgabe 4

Einfach

Funktion wählen

Gegeben sind Gegenkathete und Hypotenuse. Welche Funktion passt?

Aufgabe 5

Mittel

Gegenkathete mit Sinus

Ein rechtwinkliges Dreieck hat die Hypotenuse 10cm und einen spitzen Winkel von 30°. Berechne die Gegenkathete zu diesem Winkel.

Aufgabe 6

Mittel

Hypotenuse mit Kosinus

Die Ankathete zu einem Winkel von 40° ist 7cm lang. Berechne die Hypotenuse auf zwei Dezimalstellen.

Aufgabe 7

Anspruchsvoll

Turmhöhe

Von einem Punkt 32m vor einem Turm wird die Spitze unter einem Höhenwinkel von 38° gesehen. Augenhöhe wird vernachlässigt. Berechne die Turmhöhe auf zwei Dezimalstellen.

38°32 mh = ?TurmP

Aufgabe 8

Anspruchsvoll

Neigungswinkel einer Rampe

Eine 6,5m lange Rampe überwindet 1,2m Höhe. Berechne ihren Neigungswinkel zur Waagerechten auf zwei Dezimalstellen.

α6,5 m1,2 mwaagerecht