Rechtecke verstehen
Rechteck - Umfang & Flächeninhalt
Lisa von onmathe •
Okt. 10, 2024
In unserem Alltag begegnen uns überall Rechtecke: Wände, Fußböden, Papier oder Fenster - all das sind Rechtecke.
Immer wieder wirst du die Fläche, oder den Umfang solcher Rechtecke bestimmen müssen. Zum Glück ist das gar nicht so schwer! Anhand einfacher Beispiele zeigen wir dir, wie es funktioniert. Am Ende des Beitrages findest du außerdem Übungsaufgaben, mit denen du dein neues Wissen testen kannst.
Immer wieder wirst du die Fläche, oder den Umfang solcher Rechtecke bestimmen müssen. Zum Glück ist das gar nicht so schwer! Anhand einfacher Beispiele zeigen wir dir, wie es funktioniert. Am Ende des Beitrages findest du außerdem Übungsaufgaben, mit denen du dein neues Wissen testen kannst.
Merke
Umfang: \(U= 2 \cdot {\textcolor{orange}{a}} + 2 \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
Flächeninhalt: \(A= {\textcolor{orange}{a}} \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
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Den Umfang berechnen
Was versteht man eigentlich unter Umfang? Der Umfang einer Figur ist die Strecke, die du zurücklegst, wenn du einmal vollständig um die Figur herumgehst. In dem Rechteck, das du hier siehst, ist diese Strecke - der Umfang - in Grün dargestellt.
Ein Rechteck hat immer 4 Seiten. Dabei sind die gegenüber liegen Seiten immer gleich lang.
Um den Umfang zu berechnen, addierst du einfach alle 4 Seiten. Schauen wir uns an einem Beispiel an, wie das funktioniert.
Die Seiten des Rechtecks sind \({\textcolor{orange}{6\ cm}}\) und \({\textcolor{blue}{4\ cm}}\) lang. Wir addieren sie, um den Umfang zu bestimmen.
Um den Umfang zu berechnen, addierst du einfach alle 4 Seiten. Schauen wir uns an einem Beispiel an, wie das funktioniert.
Beispiel
\( {\textcolor{orange}{a = 6\ cm}} \hspace{1cm} {\textcolor{blue}{b = 4\ cm}} \)
\( U= {\textcolor{orange}{a}} + {\textcolor{orange}{a}} + {\textcolor{blue}{b}} + {\textcolor{blue}{b}} \)
\( \hspace{0.5cm}{\textcolor{orange}{a}} + {\textcolor{orange}{a}}\) und \({\textcolor{blue}{b}} + {\textcolor{blue}{b}}\) fassen wir zusammen...
\( U= {\textcolor{orange}{2a}} + {\textcolor{blue}{2b}} \)
... und setzen die gegebenen Werte ein:
\( U= 2 \cdot {\textcolor{orange}{6}} + 2 \cdot {\textcolor{blue}{4}} \)
\(U= {\textcolor{orange}{12}} + {\textcolor{blue}{8}} \)
\( U= 20\ cm \)
Umfang Rechteck
\(U= 2 \cdot {\textcolor{orange}{a}} + 2 \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
Merk dir → Für den Umfang werden alle Seiten addiert.
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Wenn der Umfang gegeben ist
Beispiel
\({ U= 40\ cm \ \ \ \textcolor{orange}{a= 5\ cm}} \)
\(U= 2{\textcolor{orange}{a}} + 2{\textcolor{blue}{b}} \)
\( 40 = 2\cdot{\textcolor{orange}{5}} + 2{\textcolor{blue}{b}} \)
Jetzt können wir die \(10\) auf die andere Seite der Gleichung ziehen:
\(40 = 2\cdot {\textcolor{blue}{b}} + 10 \hspace{2cm}|-10\)
\( 40 - 10 = 2\cdot {\textcolor{blue}{b}} + 10 -10 \)
\( 30 = 2\cdot {\textcolor{blue}{b}} \hspace{2cm} |:2 \)
\( 30 : 2 = 2\cdot {\textcolor{blue}{b}} :2 \)
\( 15\ cm = {\textcolor{blue}{b}} \)
Die Seite b ist 15 cm lang.
Den Flächeninhalt berechnen
Hast du schon einmal darüber nachgedacht, eine Wand in deinem Zimmer neu zu streichen? Dann musst du wissen, wie viel Farbe du brauchst - und dafür musst du die Fläche der Wand berechnen. Genau darum geht es beim Flächeninhalt.
Anstatt die Kästchen entlang der Kanten zu zählen, können wir auch einfach die Kantenlängen messen. So kommen wir Schritt für Schritt vom Kästchenzählen zur allgemeinen Formel für den Flächeninhalt eines Rechtecks.
Wir machen es genau wie in Beispiel 2, und multiplizieren die beiden Kanten miteinander.
Das Rechteck hat einen Flächeninhalt von \(A= 24\ cm^2 \).
Wenn du ein Rechteck in dein Matheheft zeichnest, kannst du den Flächeninhalt ganz einfach bestimmen, indem du die Kästchen zählst. Dabei ist es wichtig, dass jedes Kästchen genau einen Zentimeter lang und breit ist - so entspricht jedes Kästchen einem Quadratzentimeter.
Das Rechteck ist unterteilt in 24 Kästchen.
Jedes Kästchen ist einen Zentimeter lang und breit.
Das Rechteck hat somit einen Flächeninhalt von \(24cm^2\).
Bei größeren Rechtecken wird das Zählen der Kästchen schnell mühsam. Stattdessen zählen wir einfach die Kästchen entlang der beiden Seiten a und b, und multiplizieren die Werte miteinander – so kannst du sofort herausfinden, aus wie vielen Kästchen das Rechteck besteht.
Beispiel 1
Jedes Kästchen ist einen Zentimeter lang und breit.
Das Rechteck hat somit einen Flächeninhalt von \(24cm^2\).
Beispiel 2
Wir zählen die Kästchen entlang beider Kanten:
Kante \( {\textcolor{orange}{a}} → {\textcolor{orange}{6}}\)
Kante \( {\textcolor{blue}{b}} → {\textcolor{blue}{4}} \)
Gesamt \( → {\textcolor{orange}{6}} \cdot {\textcolor{blue}{4}} = 24 \)
Das entspricht einer Fläche von \(24\ cm^2\).
Beispiel 3
\({\textcolor{orange}{a=6\ cm}} \hspace{1cm} {\textcolor{blue}{b=4\ cm}} \)
\(A= {\textcolor{orange}{a}} \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
\(A= {\textcolor{orange}{6}} \cdot {\textcolor{blue}{4}} \)
\(A= 24\ cm^2 \)
Die Einheit von Flächen
\(A= a \cdot b\)
\(A= 6 \ {\textcolor{orangered}{cm}} \cdot 4 \ {\textcolor{orangered}{cm}}\)
Wir rechnen \( {\textcolor{orangered}{cm}} \cdot {\textcolor{orangered}{cm}} \), was sich mit einem Quadrat zu \( {\textcolor{orangered}{cm^2}} \) zusammenfassen lässt. Die beiden Zahlen werden einfach multipliziert.
\(A= 6 \cdot 4 \ {\textcolor{orangered}{cm^2}} \)
\(A= 24 \ {\textcolor{orangered}{cm^2}} \)
Flächeninhalt Rechteck
\(A= {\textcolor{orange}{a}} \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
Merk dir → Für den Flächeninhalt werden beide Kanten multipliziert.
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Wenn der Flächeninhalt gegeben ist
Beispiel
\( A= 30\ cm^2 \ \ \ {\textcolor{orange}{a= 6\ cm}}\)
\(A= {\textcolor{orange}{a}} \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
\(30= {\textcolor{orange}{6}} \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
\(30= 6 \cdot {\textcolor{blue}{b}} \hspace{2cm} |: 6 \)
\(30 : 6 = 6 : 6 \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
\(5\ cm = {\textcolor{blue}{b}} \)
Zusatzwissen
\(A= {\textcolor{orange}{a}} \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
\(30\ cm^2 = {\textcolor{orangered}{6\ cm}} \cdot {\textcolor{blue}{b}} \)
\(30\ cm^2 = 6\ cm \cdot {\textcolor{blue}{b}} \hspace{2 cm} |: 6\ cm \)
\( 30\ cm^2 : 6\ cm = {\textcolor{blue}{b}} \)
Wir schreiben die Division in einen Bruch und schauen uns an, was dort passiert:
\( \dfrac{30\ cm^2}{6\ cm} = {\textcolor{blue}{b}} \)
\( \dfrac{30\ cm \cdot cm}{6\ cm} = {\textcolor{blue}{b}} \)
An dieser Stelle können wir die \(cm\) kürzen...
\( \dfrac{30\ cm \cdot \cancel{cm}}{6\ \cancel{cm}} = {\textcolor{blue}{b}} \)
...und die beiden Zahlen dividieren
\( 5\ cm = b \)
Das Quadrat hat sich heraus gekürzt und es bleibt die Einheit \(cm\).
Aufgaben
Übung : Bestimme alle fehlenden Angaben und ergänze die Tabelle.
a | \(30 mm\) | \(2,5\ dm\) | |
b | \(7\ cm\) | \(9\ cm\) | \(\) |
U | \(\) | \(\) | \(15\ dm\) |
A | \(35\ cm^2\) | \(\) | \(\) |
Lösungen
a | \(5\ cm\) | \(30\ mm\) | \(2,5\ dm\) |
b | \(7\ cm\) | \(9\ cm\) | \(5\ dm\) |
U | \(24\ cm\) | \(24\ cm\) | \(15\ dm\) |
A | \(35\ cm^2\) | \(27\ cm^2\) | \(12.5\ dm^2\) |
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