Zum Inhalt springen

Flächen berechnen: Das Rechteck verstehen und anwenden

Die Frage “Wie gross ist diese Fläche?” beschäftigt die Menschen schon seit Jahrtausenden. Kein Wunder: Wer Land besass, wollte wissen, wie viel davon er hatte.

Die alten Ägypter waren frühe Meister der Flächenberechnung. Jedes Jahr überschwemmte der Nil die Felder am Flussufer. Das Wasser brachte fruchtbaren Schlamm, aber es verwischte auch alle Grenzen zwischen den Feldern. Wenn das Wasser zurückwich, mussten die Ägypter die Felder neu ausmessen und die Grenzen wiederherstellen. Wer mehr Land hatte, zahlte mehr Steuern. Diese Notwendigkeit trieb die Entwicklung der Geometrie enorm voran. Das griechische Wort “Geometrie” bedeutet wörtlich übersetzt “Erdvermessung”.

Die Babylonier, die im heutigen Irak lebten, entwickelten schon um 2000 v. Chr. Formeln für Flächen. Auf Tontafeln, die Archäologen ausgegraben haben, stehen Aufgaben, die deinen heutigen Schulaufgaben verblüffend ähneln. Auch sie wollten wissen: Wie gross ist dieses Feld? Wie viel Getreide wächst darauf?

Euklid, ein griechischer Mathematiker, fasste das Wissen seiner Zeit um 300 v. Chr. in seinem Werk “Elemente” zusammen. Darin bewies er systematisch, wie man Flächen berechnet. Seine Methoden sind so grundlegend, dass wir sie noch heute benutzen.

Interessant ist, wie sich die Masseinheiten entwickelten. Früher mass man Felder in “Morgen” – das war die Fläche, die ein Bauer mit einem Ochsengespann in einem Morgen (einem Vormittag) pflügen konnte. Das war natürlich nicht überall gleich gross, denn verschiedene Böden liessen sich unterschiedlich schnell bearbeiten. Erst mit der Einführung des metrischen Systems Ende des 18. Jahrhunderts in Frankreich bekamen wir einheitliche Masseinheiten wie den Quadratmeter. Heute nutzen alle Wissenschaftler weltweit dieselben Einheiten. Das macht Vergleiche erst möglich.

Die Formel, die du heute lernst, ist also ein Ergebnis von Jahrtausenden menschlichen Nachdenkens. Sie ist so einfach, weil so viele kluge Menschen so lange daran gearbeitet haben.

Bevor du rechnest, musst du das Rechteck genau kennen. Was macht ein Rechteck aus?

Der Begriff “rechter Winkel” ist dabei entscheidend. Schau dir die Ecken eines Schulhefts an. Jede Ecke bildet einen rechten Winkel. Deshalb sind fast alle Zimmer, Tische, Bücher und Fenster rechteckig. Diese Form lässt sich einfach bauen und einfach berechnen.

Was ist eine Fläche?

Die Fläche ist der zweidimensionale Raum im Inneren einer Form. Stell dir vor, du würdest das Innere des Rechtecks mit Farbe ausmalen. Die bemalte Region ist die Fläche.

Um Flächen zu messen, brauchen wir ein Einheitsquadrat. Das ist ein Quadrat mit der Seitenlänge 11. Wenn die Seitenlänge 1cm1 \, \text{cm} beträgt, hat das Einheitsquadrat eine Fläche von 1cm21 \, \text{cm}^2 (ein Quadratzentimeter). Wenn die Seitenlänge 1m1 \, \text{m} beträgt, hat es eine Fläche von 1m21 \, \text{m}^2 (ein Quadratmeter).

Die Fläche eines Rechtecks ist dann einfach die Anzahl solcher Einheitsquadrate, die hineinpassen.

Häufige Flächeneinheiten im Überblick:

EinheitAbkürzungTypisches Beispiel
Quadratmillimetermm2\text{mm}^2Stempelabdruck
Quadratzentimetercm2\text{cm}^2Fingernagel
Quadratdezimeterdm2\text{dm}^2Schulheft
Quadratmeterm2\text{m}^2Badteppich
Ara\text{a}kleines Grundstück
Hektarha\text{ha}grosses Feld

Zurück zu deinem Zimmer. Es ist rechteckig, wie die meisten Räume. Eine Seite ist länger, die andere kürzer. Du legst kleine Quadrate auf den Boden und zählst.

In der ersten Reihe passen fünf Quadrate nebeneinander. Du legst eine zweite Reihe darüber. Wieder fünf. Dann eine dritte und eine vierte Reihe. Insgesamt hast du vier Reihen mit je fünf Quadraten.

Wie viele Quadrate liegen jetzt auf dem Boden? Du könntest alle einzeln zählen. Schneller geht es so: Fünf Quadrate mal vier Reihen ergibt zwanzig Quadrate. Das ist der Kern der Flächenberechnung. Statt zu zählen, multiplizierst du.

Warum heisst es cm2\text{cm}^2?

Du misst die Länge in cm\text{cm} und die Breite in cm\text{cm}. Wenn du multiplizierst, multiplizierst du auch die Einheiten: cmcm=cm2\text{cm} \cdot \text{cm} = \text{cm}^2. Das Hochzeichen "2^2" erinnert dich daran, dass du zwei Längen miteinander multipliziert hast. Aus einer Einheit wird eine Flächeneinheit.

So gehst du bei jeder Aufgabe vor:

  1. Erkenne die Form. Ist es wirklich ein Rechteck?
  2. Finde Länge aa und Breite bb.
  3. Prüfe die Einheiten. Beide müssen übereinstimmen.
  4. Multipliziere: A=abA = a \cdot b.
  5. Schreibe das Ergebnis mit der richtigen Quadrat-Einheit.
Beispiel:

Ein Rechteck hat die Länge a=6cma = 6 \, \text{cm} und die Breite b=4cmb = 4 \, \text{cm}. Berechne die Fläche.

Lösung:

Wir setzen die Werte in die Formel ein:

A=ab=6cm4cm=24cm2A = a \cdot b = 6 \, \text{cm} \cdot 4 \, \text{cm} = 24 \, \text{cm}^2

Die Fläche beträgt 24cm224 \, \text{cm}^2.

Zur Vorstellung: Zeichne ein Gitter mit 6 Spalten und 4 Reihen auf kariertes Papier. Zähle die Kästchen: Du bekommst genau 24 Stück. Die Rechnung 64=246 \cdot 4 = 24 ersetzt das Zählen.

Beispiel:

Ein Tisch ist 1,2m1{,}2 \, \text{m} lang und 0,8m0{,}8 \, \text{m} breit. Wie gross ist die Tischplatte?

Lösung:

Das Vorgehen bleibt gleich, auch wenn Dezimalzahlen auftauchen.

A=ab=1,2m0,8m=0,96m2A = a \cdot b = 1{,}2 \, \text{m} \cdot 0{,}8 \, \text{m} = 0{,}96 \, \text{m}^2

Die Tischplatte hat eine Fläche von 0,96m20{,}96 \, \text{m}^2.

Zur Einordnung: Ein Quadratmeter wäre ein Quadrat mit 1m1 \, \text{m} Seitenlänge. Die Tischplatte ist etwas kleiner als das. Das klingt realistisch für einen normalen Esstisch.

Tipp bei Dezimalzahlen: Rechne zunächst ohne Dezimalkomma: 128=9612 \cdot 8 = 96. Dann zähle die Nachkommastellen beider Zahlen (hier: 1 + 1 = 2) und setze das Komma entsprechend: 0,960{,}96.

Beim Berechnen von Rechtecksflächen gibt es einige Fehler, die immer wieder vorkommen. Hier lernst du, sie zu vermeiden.

Beispiel:

Familie Müller möchte ihren Garten neu bepflanzen. Der rechteckige Garten ist 12m12 \, \text{m} lang und 8m8 \, \text{m} breit. Ein Sack Rasensamen reicht für 10m210 \, \text{m}^2. Wie viele Säcke braucht die Familie?

Lösung:

Schritt 1: Berechne die Fläche des Gartens.

A=12m8m=96m2A = 12 \, \text{m} \cdot 8 \, \text{m} = 96 \, \text{m}^2

Schritt 2: Berechne die Anzahl der benötigten Säcke.

Anzahl=96m210m2=9,6\text{Anzahl} = \dfrac{96 \, \text{m}^2}{10 \, \text{m}^2} = 9{,}6

Schritt 3: Runde sinnvoll.

Du kannst keinen halben Sack kaufen. Also brauchst du 1010 Säcke Rasensamen.

Antwort: Familie Müller braucht 1010 Säcke Rasensamen.

Beispiel:

Ein Schulkorridor ist 15m15 \, \text{m} lang und 180cm180 \, \text{cm} breit. Wie gross ist die Bodenfläche in Quadratmetern?

Lösung:

Schritt 1: Einheiten angleichen. Die Breite ist in Zentimetern angegeben. Rechne sie in Meter um.

180cm=1,80m180 \, \text{cm} = 1{,}80 \, \text{m}

Schritt 2: Fläche berechnen.

A=15m1,80m=27m2A = 15 \, \text{m} \cdot 1{,}80 \, \text{m} = 27 \, \text{m}^2

Antwort: Die Bodenfläche des Korridors beträgt 27m227 \, \text{m}^2.

Merke: Schritt 1 ist unverzichtbar. Wer direkt 15180=2700m215 \cdot 180 = 2700 \, \text{m}^2 rechnet, erhält ein sinnloses Ergebnis – das wäre grösser als ein halbes Fussballfeld.

Jetzt kennst du die Grundformel. Es gibt aber mehr zu entdecken. Hier lernst du, wie du die Formel auch rückwärts anwenden kannst und wie Flächen zusammenhängen.

Die Formel umformen

Du weisst: A=abA = a \cdot b. Aber manchmal kennst du die Fläche und eine Seite und willst die andere Seite berechnen. Dann formst du die Formel um.

Flächeneinheiten umrechnen

Manchmal musst du Flächeneinheiten ineinander umrechnen. Das ist etwas kniffliger als bei Längen, denn die Umrechnungszahlen sind grösser.

Bedenke: 1m=100cm1 \, \text{m} = 100 \, \text{cm}. Aber 1m2100cm21 \, \text{m}^2 \neq 100 \, \text{cm}^2. Stell dir ein Quadrat mit Seitenlänge 1m=100cm1 \, \text{m} = 100 \, \text{cm} vor. Seine Fläche beträgt:

A=100cm100cm=10000cm2A = 100 \, \text{cm} \cdot 100 \, \text{cm} = 10\,000 \, \text{cm}^2

Also gilt: 1m2=10000cm21 \, \text{m}^2 = 10\,000 \, \text{cm}^2. Beim Umrechnen von Flächeneinheiten wird die Umrechnungszahl immer quadriert.

Zusammengesetzte Flächen

Nicht jede Form ist ein einfaches Rechteck. Manche Flächen bestehen aus mehreren Rechtecken. Du kannst sie in Teilflächen zerlegen, jede Teilfläche einzeln berechnen und dann addieren. Diese Strategie nennt man Zerlegungsprinzip.

Zusammenhang mit dem Umfang

Umfang und Fläche sind unabhängig voneinander. Zwei Rechtecke können denselben Umfang haben, aber unterschiedliche Flächen. Beispiel: Rechteck 1 hat a=9ma = 9 \, \text{m}, b=1mb = 1 \, \text{m}. Rechteck 2 hat a=5ma = 5 \, \text{m}, b=5mb = 5 \, \text{m}. Beide haben den Umfang 20m20 \, \text{m}. Aber die Flächen sind 9m29 \, \text{m}^2 und 25m225 \, \text{m}^2. Das Quadrat hat bei gleichem Umfang die grösste Fläche.

Beispiel:

Ein L-förmiger Grundriss besteht aus zwei Rechtecken. Rechteck 1 ist 8m8 \, \text{m} lang und 4m4 \, \text{m} breit. Rechteck 2 ist 3m3 \, \text{m} lang und 2m2 \, \text{m} breit. Berechne die Gesamtfläche.

Lösung:

Schritt 1: Fläche von Rechteck 1 berechnen.

A1=8m4m=32m2A_1 = 8 \, \text{m} \cdot 4 \, \text{m} = 32 \, \text{m}^2

Schritt 2: Fläche von Rechteck 2 berechnen.

A2=3m2m=6m2A_2 = 3 \, \text{m} \cdot 2 \, \text{m} = 6 \, \text{m}^2

Schritt 3: Gesamtfläche addieren.

Agesamt=A1+A2=32m2+6m2=38m2A_{\text{gesamt}} = A_1 + A_2 = 32 \, \text{m}^2 + 6 \, \text{m}^2 = 38 \, \text{m}^2

Antwort: Die Gesamtfläche beträgt 38m238 \, \text{m}^2.

Merke: Das Zerlegungsprinzip funktioniert immer. Zerlege komplizierte Formen in einfache Rechtecke, berechne jedes einzeln und addiere die Ergebnisse.

Hier sind zehn Aufgaben, die von einfach bis anspruchsvoll reichen. Löse sie schrittweise. Die Lösungen findest du am Ende des Artikels.

Aufgabe 1 (Einfach) Ein Rechteck hat die Länge a=5cma = 5 \, \text{cm} und die Breite b=3cmb = 3 \, \text{cm}. Berechne die Fläche.

Aufgabe 2 (Einfach) Ein Quadrat hat die Seitenlänge a=7cma = 7 \, \text{cm}. Berechne die Fläche.

Aufgabe 3 (Einfach) Ein Schulheft ist 29,7cm29{,}7 \, \text{cm} lang und 21cm21 \, \text{cm} breit. Wie gross ist die Vorderseite des Hefts?

Aufgabe 4 (Mittel) Ein Zimmer hat die Länge a=4ma = 4 \, \text{m} und die Breite b=3,5mb = 3{,}5 \, \text{m}. Wie gross ist die Bodenfläche?

Aufgabe 5 (Mittel) Ein rechteckiges Schwimmbad ist 25m25 \, \text{m} lang und 10m10 \, \text{m} breit. Berechne die Wasserfläche in Quadratmetern.

Aufgabe 6 (Mittel) Ein Zimmer hat eine Fläche von 24m224 \, \text{m}^2 und ist 6m6 \, \text{m} lang. Wie breit ist das Zimmer?

Aufgabe 7 (Mittel – Einheiten) Ein Flur ist 350cm350 \, \text{cm} lang und 1,2m1{,}2 \, \text{m} breit. Berechne die Bodenfläche in Quadratmetern.

Aufgabe 8 (Anspruchsvoll) Ein Garten ist 20m20 \, \text{m} lang und 15m15 \, \text{m} breit. In der Mitte steht ein rechteckiges Blumenbeet mit der Länge 4m4 \, \text{m} und der Breite 3m3 \, \text{m}. Wie gross ist die Rasenfläche rund um das Blumenbeet?

Aufgabe 9 (Anspruchsvoll) Bodenfliesen haben die Abmessungen 30cm×30cm30 \, \text{cm} \times 30 \, \text{cm}. Ein Bad hat eine Bodenfläche von 4,5m24{,}5 \, \text{m}^2. Wie viele Fliesen werden mindestens benötigt?

Aufgabe 10 (Anspruchsvoll) Zwei Rechtecke haben denselben Umfang von 28cm28 \, \text{cm}. Rechteck A hat die Länge a=9cma = 9 \, \text{cm}. Rechteck B hat die Länge a=7cma = 7 \, \text{cm}. Berechne die Flächen beider Rechtecke. Welches Rechteck hat die grössere Fläche?

Das Rechteck ist eine der grundlegendsten geometrischen Formen. Es hat vier rechte Winkel und gegenüberliegende Seiten sind gleich lang. Die Fläche eines Rechtecks berechnest du mit der Formel A=abA = a \cdot b. Das Ergebnis hat immer eine Quadrat-Einheit wie cm2\text{cm}^2 oder m2\text{m}^2.

Achte auf drei Dinge: Erstens, schreibe immer die Einheit hin. Zweitens, verwechsle nicht Fläche und Umfang. Drittens, stelle sicher, dass Länge und Breite dieselbe Einheit haben, bevor du rechnest.

Die Formel lässt sich umstellen: Mit a=Aba = \dfrac{A}{b} oder b=Aab = \dfrac{A}{a} findest du eine fehlende Seite, wenn du Fläche und die andere Seite kennst. Bei zusammengesetzten Formen zerlegst du sie in Rechtecke, berechnest jedes einzeln und addierst.

❓ Frage: Ein Rechteck hat die Länge a=7cma = 7 \, \text{cm} und die Breite b=3cmb = 3 \, \text{cm}. Wie gross ist die Fläche?
Lösung anzeigen

Die Fläche beträgt A=7cm3cm=21cm2A = 7 \, \text{cm} \cdot 3 \, \text{cm} = 21 \, \text{cm}^2.

❓ Frage: Ein quadratisches Fenster hat eine Seitenlänge von 80cm80 \, \text{cm}. Wie gross ist die Fensterfläche in cm2\text{cm}^2?
Lösung anzeigen

Die Fläche beträgt A=80cm80cm=6400cm2A = 80 \, \text{cm} \cdot 80 \, \text{cm} = 6400 \, \text{cm}^2.

❓ Frage: Ein Zimmer hat eine Fläche von 20m220 \, \text{m}^2 und ist 5m5 \, \text{m} lang. Wie breit ist das Zimmer?
Lösung anzeigen

Wir formen die Formel um: b=Aa=20m25m=4mb = \dfrac{A}{a} = \dfrac{20 \, \text{m}^2}{5 \, \text{m}} = 4 \, \text{m}. Das Zimmer ist 4m4 \, \text{m} breit.

❓ Frage: Ein Rechteck hat die Länge a=300cma = 300 \, \text{cm} und die Breite b=2mb = 2 \, \text{m}. Wie gross ist die Fläche in m2\text{m}^2?
Lösung anzeigen

Zuerst umrechnen: 300cm=3m300 \, \text{cm} = 3 \, \text{m}. Dann: A=3m2m=6m2A = 3 \, \text{m} \cdot 2 \, \text{m} = 6 \, \text{m}^2.

❓ Frage: Ein Rechteck hat a=6cma = 6 \, \text{cm} und b=4cmb = 4 \, \text{cm}. Ein zweites Rechteck hat a=8cma = 8 \, \text{cm} und b=3cmb = 3 \, \text{cm}. Welches hat die grössere Fläche?
Lösung anzeigen

Rechteck 1: A1=6cm4cm=24cm2A_1 = 6 \, \text{cm} \cdot 4 \, \text{cm} = 24 \, \text{cm}^2. Rechteck 2: A2=8cm3cm=24cm2A_2 = 8 \, \text{cm} \cdot 3 \, \text{cm} = 24 \, \text{cm}^2. Beide Rechtecke haben gleich grosse Flächen.

Das Rechteck ist dein Einstieg in die Flächenberechnung. Als nächstes lernst du das Dreieck. Interessant: Die Fläche eines Dreiecks ist immer genau halb so gross wie die eines Rechtecks mit denselben Abmessungen. Auch Parallelogramme, Trapeze und Kreise haben eigene Formeln. Sie alle bauen auf dem Prinzip auf, das du hier gelernt hast. Wer Rechtecksflächen sicher beherrscht, hat das Fundament für alle weiteren Flächenberechnungen gelegt.

Lösung zu Aufgabe 1

A=ab=5cm3cm=15cm2A = a \cdot b = 5 \, \text{cm} \cdot 3 \, \text{cm} = 15 \, \text{cm}^2

Die Fläche beträgt 15cm215 \, \text{cm}^2.


Lösung zu Aufgabe 2

Ein Quadrat ist ein Sonderfall des Rechtecks mit a=ba = b.

A=aa=7cm7cm=49cm2A = a \cdot a = 7 \, \text{cm} \cdot 7 \, \text{cm} = 49 \, \text{cm}^2

Die Fläche beträgt 49cm249 \, \text{cm}^2.


Lösung zu Aufgabe 3

A=29,7cm21cm=623,7cm2A = 29{,}7 \, \text{cm} \cdot 21 \, \text{cm} = 623{,}7 \, \text{cm}^2

Die Vorderseite des Hefts hat eine Fläche von 623,7cm2623{,}7 \, \text{cm}^2.


Lösung zu Aufgabe 4

A=4m3,5m=14m2A = 4 \, \text{m} \cdot 3{,}5 \, \text{m} = 14 \, \text{m}^2

Die Bodenfläche beträgt 14m214 \, \text{m}^2.


Lösung zu Aufgabe 5

A=25m10m=250m2A = 25 \, \text{m} \cdot 10 \, \text{m} = 250 \, \text{m}^2

Die Wasserfläche beträgt 250m2250 \, \text{m}^2.


Lösung zu Aufgabe 6

Die Formel wird umgestellt: b=Aab = \dfrac{A}{a}.

b=24m26m=4mb = \dfrac{24 \, \text{m}^2}{6 \, \text{m}} = 4 \, \text{m}

Das Zimmer ist 4m4 \, \text{m} breit.


Lösung zu Aufgabe 7

Schritt 1: Einheiten angleichen. Die Länge in Meter umrechnen.

350cm=3,5m350 \, \text{cm} = 3{,}5 \, \text{m}

Schritt 2: Fläche berechnen.

A=3,5m1,2m=4,2m2A = 3{,}5 \, \text{m} \cdot 1{,}2 \, \text{m} = 4{,}2 \, \text{m}^2

Die Bodenfläche beträgt 4,2m24{,}2 \, \text{m}^2.


Lösung zu Aufgabe 8

Schritt 1: Fläche des gesamten Gartens berechnen.

AGarten=20m15m=300m2A_{\text{Garten}} = 20 \, \text{m} \cdot 15 \, \text{m} = 300 \, \text{m}^2

Schritt 2: Fläche des Blumenbeets berechnen.

ABeet=4m3m=12m2A_{\text{Beet}} = 4 \, \text{m} \cdot 3 \, \text{m} = 12 \, \text{m}^2

Schritt 3: Rasenfläche berechnen.

ARasen=AGartenABeet=300m212m2=288m2A_{\text{Rasen}} = A_{\text{Garten}} - A_{\text{Beet}} = 300 \, \text{m}^2 - 12 \, \text{m}^2 = 288 \, \text{m}^2

Die Rasenfläche beträgt 288m2288 \, \text{m}^2.


Lösung zu Aufgabe 9

Schritt 1: Fläche einer Fliese berechnen.

AFliese=30cm30cm=900cm2A_{\text{Fliese}} = 30 \, \text{cm} \cdot 30 \, \text{cm} = 900 \, \text{cm}^2

Schritt 2: Badezimmerfläche in cm2\text{cm}^2 umrechnen.

4,5m2=4,510000cm2=45000cm24{,}5 \, \text{m}^2 = 4{,}5 \cdot 10\,000 \, \text{cm}^2 = 45\,000 \, \text{cm}^2

Schritt 3: Anzahl der Fliesen berechnen.

Anzahl=45000cm2900cm2=50\text{Anzahl} = \dfrac{45\,000 \, \text{cm}^2}{900 \, \text{cm}^2} = 50

Es werden mindestens 5050 Fliesen benötigt. (In der Praxis würde man etwas mehr kaufen, um Verschnitt einzuplanen.)


Lösung zu Aufgabe 10

Beide Rechtecke haben den Umfang U=28cmU = 28 \, \text{cm}. Daraus folgt: 2(a+b)=28cm2 \cdot (a + b) = 28 \, \text{cm}, also a+b=14cma + b = 14 \, \text{cm}.

Rechteck A: a=9cma = 9 \, \text{cm}, also b=14cm9cm=5cmb = 14 \, \text{cm} - 9 \, \text{cm} = 5 \, \text{cm}.

AA=9cm5cm=45cm2A_A = 9 \, \text{cm} \cdot 5 \, \text{cm} = 45 \, \text{cm}^2

Rechteck B: a=7cma = 7 \, \text{cm}, also b=14cm7cm=7cmb = 14 \, \text{cm} - 7 \, \text{cm} = 7 \, \text{cm}.

AB=7cm7cm=49cm2A_B = 7 \, \text{cm} \cdot 7 \, \text{cm} = 49 \, \text{cm}^2

Rechteck B (das Quadrat) hat die grössere Fläche: 49cm2>45cm249 \, \text{cm}^2 > 45 \, \text{cm}^2.

Beobachtung: Bei gleichem Umfang hat das Quadrat immer die grösste Fläche unter allen Rechtecken.