1. Wir haben ein rechtwinkliges Dreieck mit den Kathetenlängen $a$ und $b$.
2. Die ursprünglichen Katheten sind $a=4$ cm und $b=5$ cm.
3. Eine Kathete wird um 4 cm verlängert, die andere um 5 cm verkürzt, sodass das neue Dreieck ein gleichschenkliges rechtwinkliges Dreieck ist.
4. Die Fläche des ursprünglichen Dreiecks ist $$A_1=\frac{1}{2}ab=\frac{1}{2}\times 4 \times 5=10\text{ cm}^2.$$
5. Die neue Kathetenlänge sind $a+4$ und $b-5$.
6. Da das neue Dreieck gleichschenklig rechtwinklig ist, sind die Katheten gleich lang: $$a+4 = b-5.$$
7. Die Fläche des neuen Dreiecks ist gleich der des ursprünglichen: $$A_2=\frac{1}{2}(a+4)(b-5)=10.$$
8. Wir haben das Gleichungssystem:
$$\begin{cases} a=4 \\ b=5 \end{cases}$$
9. Prüfen wir die Gleichung $a+4 = b-5$ mit den gegebenen Werten:
$$4+4=8, \quad 5-5=0,$$ was nicht gleich ist.
10. Die Aufgabe verlangt die ursprünglichen Katheten $a$ und $b$ zu bestimmen, die diese Bedingungen erfüllen.
11. Setzen wir $a=x$ und $b=y$ und lösen das System:
$$\begin{cases} x+4 = y-5 \\ \frac{1}{2}xy = \frac{1}{2}(x+4)(y-5) \end{cases}$$
12. Aus der ersten Gleichung: $$y = x + 9.$$
13. Setzen wir $y$ in die Flächengleichung ein:
$$\frac{1}{2}xy = \frac{1}{2}(x+4)(y-5)$$
$$xy = (x+4)(y-5)$$
$$x(x+9) = (x+4)(x+9-5)$$
$$x^2 + 9x = (x+4)(x+4)$$
$$x^2 + 9x = x^2 + 8x + 16$$
14. Kürzen wir $x^2$ auf beiden Seiten:
$$9x = 8x + 16$$
$$9x - 8x = 16$$
$$x = 16.$$
15. Berechnen wir $y$:
$$y = x + 9 = 16 + 9 = 25.$$
16. Die ursprünglichen Kathetenlängen sind also $a=16$ cm und $b=25$ cm.
17. Überprüfen wir die Fläche:
$$A_1 = \frac{1}{2} \times 16 \times 25 = 200\text{ cm}^2,$$
$$A_2 = \frac{1}{2} \times (16+4) \times (25-5) = \frac{1}{2} \times 20 \times 20 = 200\text{ cm}^2,$$
was bestätigt, dass die Flächen gleich sind.
Antwort: Die ursprünglichen Kathetenlängen sind $16$ cm und $25$ cm.
Kathetenlängen 614650
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