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Rätsel Kürzester Weg zwischen zwei Punkten

Zuletzt aktualisiert Apr 14, 2023 Quelldatei anzeigen

Wie findet man den kürzesten Weg zwischen zwei Punkten, wenn dieser die darunterliegende Gerade berühren muss?

Tipps

  1. Was wäre die Lösung, wenn man die Gerade nicht berühren müsste?
  2. Was wäre die Lösung, wenn ein Punkt oberhalb und ein Punkt unterhalb der Geraden liegen würde?

Lösung

Spiegelt man den Punkt $Q$ an der Geraden, so erhalten wir einen Punkt $Q’$ auf der anderen Seite der Geraden.

Aufgrund der Symmetrie ist jede Linie, die wir von einem beliebigen Punkt auf der Geraden zum Punkt $Q$ ziehen, genauso lang wie von dem gleichen Punkt auf der Geraden zum gespiegelten Punkt $Q’$.

Der kürzeste Weg von $P$ nach $Q$, der die Gerade berührt, ist derjenige, der gespiegelt genau geradlinig verläuft. Ziehen wir also eine Strecke von $P$ nach $Q’$ und reflektieren den Teil unterhalb der Geraden nach oben, so erhalten wir den gesuchten kürzesten Weg zwischen $P$ und $Q$, der die Gerade berührt.

Erweiterung

Nehmen wir an, die beiden Punkte liegen zwischen zwei Geraden. Wie findet man den kürzesten Weg zwischen beiden Punkten, der beide Geraden berührt?

Quelle: Paul Lockhart - Measurement (ISBN: 9780674284388)