Die Keildreiecke

Skizze Im ebenen Dreieck ADE ist A gleichzeitig eine Ecke des sphä­ri­schen Dreiecks ABC. Daraus folgt AM ist die Hypotenuse der rechtwinkligen Keildreicke ADM und AEM; ihre Länge ist der Ein­heits­radius r = 1 = AM der Kugel. Ein drittes Keildreieck ist DEM, mit DE = sin a und dem rechten Winkel bei E: ∠DEM = 90°, weil DE parallel zur Tangente an die Kugel in B ist, und der Ku­gel­ra­dius per definitionem senkrecht auf der Tangente steht.

  1. Das Keildreieck AEM
    Bekannt sind:
    1. der Winkel ∠AME = c
    2. der Winkel ∠AEM = 90°
    3. die Hypotenuse AM = 1
    Damit ist das Dreieck hinreichend bestimmt, und man erhält mit den Definitionen der Winkelfunktionen:
    1. AE = sin c
    2. ME = cos c
    3. ∠EAM = 90° - c
  2. Das Keildreieck ADM
    Bekannt sind:
    1. der Winkel ∠AME = b
    2. der Winkel ∠ADM = 90°
    3. die Hypotenuse AM = 1
    Damit ist das Dreieck hinreichend bestimmt, und man erhält mit den Definitionen der Winkelfunktionen:
    1. AD = sin b
    2. MD = cos b
    3. ∠DAM = 90° - b
  3. Das Keildreieck DEM
    Bekannt sind:
    1. der Winkel ∠DEM = 90°
    2. der Winkel ∠DME = a
    3. die Hypotenuse MD = cos b
    4. die Kathete EM = cos c
    Damit ist das Dreieck hinreichend bestimmt, und man erhält mit den Definitionen der Winkelfunktionen:
    1. ED = MD · sin a = cos b · sin a
    2. ME = MD · cos a = cos b · cos a
    3. ∠MDE = 90° - a
Aus den Ableitungen 1. und 3. hat man zwei Beziehungen für die Kathete ME, die unterschiedliche Winkel bei M enthalten:
  • 1.b.: ME = cos c
  • 3.b.: ME = cos b · cos a
Gleichsetzen der beiden Beziehungen ergibt:
  • cos c = cos b · cos a