Bevor du rechnest, musst du zwei Begriffe klar trennen: Umfang und Flächeninhalt. Viele Schülerinnen und Schüler verwechseln sie. Dabei ist der Unterschied eigentlich ganz anschaulich.
Was ist der Umfang?
Stell dir eine Ameise vor, die genau auf dem Rand einer Figur läuft. Sie startet an einem Punkt, läuft den gesamten Rand entlang und kommt wieder am Ausgangspunkt an. Die Strecke, die sie dabei zurückgelegt hat, ist der Umfang.
Der Umfang ist also eine Länge. Man misst ihn in Zentimetern, Metern oder anderen Längeneinheiten.
Was ist der Flächeninhalt?
Stell dir vor, du legst den Garten vollständig mit quadratischen Fliesen aus. Jede Fliese ist genau 1m×1m gross – also ein Quadratmeter. Zählst du alle Fliesen, weisst du, wie gross der Garten ist.
Das Auszählen von Fliesen ist mühsam. Zum Glück gibt es einen schnelleren Weg: Länge mal Breite. Bei einem 5m langen und 3m breiten Garten passen 5⋅3=15 Fliesen hinein.
Der Flächeninhalt misst den bedeckten Raum. Er hat eine Flächeneinheit: cm2, m2, km2 usw.
Jetzt kommen die Formeln für den Flächeninhalt. Sie sind kurz, aber bedeutungsreich. Es lohnt sich, genau zu verstehen, was sie aussagen.
Warum funktioniert Länge mal Breite?
Stell dir ein Rechteck von 4cm Länge und 3cm Breite vor. Du kannst es mit einem Gitter aus Einheitsquadraten (1cm×1cm) ausfüllen. In jeder Zeile passen 4 Quadrate. Es gibt 3 Zeilen. Also passen insgesamt 4⋅3=12 Quadrate hinein. Das ist genau die Formel A=a⋅b.
Schritt-für-Schritt-Vorgehen:
Lies die Seitenlängen aus der Aufgabe ab.
Prüfe: Sind alle Angaben in derselben Einheit?
Setze die Werte in die Formel ein.
Rechne aus.
Schreibe die richtige Einheit dazu. Beim Umfang: Längeneinheit. Bei der Fläche: Flächeneinheit.
Familie Meier möchte ihr Wohnzimmer mit neuem Parkett auslegen. Das Zimmer ist 6,5m lang und 4m breit. Parkett kostet 35CHF pro Quadratmeter. Ausserdem soll das Zimmer eine neue Sockelleiste erhalten. Sockelleisten kosten 8CHF pro Meter. Wie viel kostet das insgesamt?
Lösung:
Schritt 1: Flächeninhalt berechnen (für das Parkett).
A=6,5⋅4=26m2
Schritt 2: Umfang berechnen (für die Sockelleisten).
U=2⋅(6,5+4)=2⋅10,5=21m
Schritt 3: Kosten berechnen.
Parkett: 26⋅35=910CHF
Sockelleisten: 21⋅8=168CHF
Gesamt: 910+168=1078CHF
Ergebnis: Die Renovierung kostet insgesamt 1078CHF.
Du kennst nun die Grundformeln. Jetzt schauen wir uns einen faszinierenden Zusammenhang an: Umfang und Flächeninhalt sind voneinander unabhängig. Das klingt erst seltsam, wird aber schnell klar.
Gleicher Umfang – verschiedene Flächen
Stell dir vor, du hast 16cm Zaun. Du kannst daraus verschiedene Rechtecke bauen. Welches hat die grösste Fläche?
Länge a
Breite b
Umfang U
Fläche A
7cm
1cm
16cm
7cm2
6cm
2cm
16cm
12cm2
5cm
3cm
16cm
15cm2
4cm
4cm
16cm
16cm2
Du siehst: Alle vier Rechtecke haben denselben Umfang. Aber ihre Flächen sind verschieden. Je ähnlicher Länge und Breite sind, desto grösser wird die Fläche. Das Quadrat hat bei gleichem Umfang immer die grösste Fläche.
Dieses Wissen hat praktische Bedeutung: Wenn du ein Gehege für ein Tier bauen willst und eine bestimmte Menge Zaun hast, machst du das Gehege quadratisch. So bekommt das Tier den meisten Platz.
Flächeneinheiten umrechnen
Manchmal muss man zwischen Flächeneinheiten umrechnen. Das ist knifflig, weil Flächeneinheiten quadratisch skalieren.
1m=100cm, aber 1m2=100⋅100=10000cm2.
Das ist logisch: Ein Quadrat mit Seitenlänge 1m=100cm hat die Fläche 100⋅100=10000cm2.
Wichtige Umrechnungen:
1m2=10000cm21km2=1000000m21ha=10000m2
Das Hektar (ha) ist eine Flächeneinheit, die in der Landwirtschaft häufig verwendet wird. Ein Fussballfeld hat ungefähr 0,7ha.
Ein Schulhof hat die Form eines Rechtecks mit a=40m und b=25m. In der Mitte des Schulhofs gibt es ein quadratisches Beet mit der Seitenlänge c=5m. Der Rest des Schulhofs soll gepflastert werden.
Gesucht: Die zu pflasternde Fläche.
Lösung:
Schritt 1: Fläche des gesamten Schulhofs berechnen.
ASchulhof=40⋅25=1000m2
Schritt 2: Fläche des Beetes berechnen.
ABeet=5⋅5=25m2
Schritt 3: Zu pflasternde Fläche berechnen.
APflaster=ASchulhof−ABeet=1000−25=975m2
Ergebnis: Es müssen 975m2 gepflastert werden.
Merke: Bei zusammengesetzten Flächen berechnest du die Teile einzeln und addierst oder subtrahierst sie danach.
Die folgenden Aufgaben sind nach Schwierigkeit geordnet. Beginne oben und arbeite dich vor. Die vollständigen Lösungen findest du am Ende des Artikels.
Grundlagen (Aufgaben 1–4)
Aufgabe 1: Ein Rechteck hat die Länge a=10cm und die Breite b=6cm. Berechne den Umfang und den Flächeninhalt.
Aufgabe 2: Ein Quadrat hat die Seitenlänge a=7m. Berechne den Umfang und den Flächeninhalt.
Aufgabe 3: Ein Rechteck hat den Umfang U=28cm und die Länge a=9cm. Wie lang ist die Breite b?
Aufgabe 4: Ein Quadrat hat den Flächeninhalt A=49cm2. Wie lang ist eine Seite?
Aufbau (Aufgaben 5–7)
Aufgabe 5: Ein Zimmer ist 4,5m lang und 3,5m breit. Wie viel Quadratmeter Teppich brauchst du, um den Boden vollständig zu bedecken?
Aufgabe 6: Ein Rechteck hat die Länge a=1,5m und die Breite b=80cm. Berechne den Flächeninhalt in cm2 und in m2.
Aufgabe 7: Ein Garten hat den Umfang U=60m. Die Länge beträgt a=18m. Wie gross ist der Flächeninhalt des Gartens?
Anwendung (Aufgaben 8–9)
Aufgabe 8: Du möchtest ein rechteckiges Blumenbeet (a=3m, b=2m) mit einem Holzbord einfassen. Das Holzbord kostet 4CHF pro Meter. Wie viel zahlst du insgesamt?
Aufgabe 9: Ein rechteckiger Parkplatz ist 120m lang und 50m breit. In der Mitte befindet sich ein quadratisches Gebäude mit einer Seitenlänge von 20m. Wie gross ist die Parkplatzfläche ohne das Gebäude?
Knobelaufgabe (Aufgabe 10)
Aufgabe 10: Du hast 24m Zaunmaterial. Du möchtest ein Rechteck einzäunen. Welche Länge und Breite musst du wählen, damit der Flächeninhalt möglichst gross wird? Probiere verschiedene Möglichkeiten aus und erkläre, was du beobachtest.
Der Umfang ist die Länge des Randes einer Figur. Er hat eine Längeneinheit (cm, m).
Für ein Rechteck gilt: U=2⋅(a+b). Für ein Quadrat gilt: U=4⋅a.
Der Flächeninhalt ist der Platz, den eine Figur bedeckt. Er hat eine Flächeneinheit (cm2, m2).
Für ein Rechteck gilt: A=a⋅b. Für ein Quadrat gilt: A=a2.
Umfang und Fläche sind unabhängig voneinander. Gleicher Umfang bedeutet nicht gleiche Fläche. Bei gleichem Umfang hat das Quadrat immer die grösste Fläche.
Bei zusammengesetzten Figuren berechnest du die Teile einzeln und addierst oder subtrahierst sie.
Vergiss nie: Die richtige Einheit ist genauso wichtig wie die richtige Zahl.
❓ Frage:Ein Rechteck hat die Seiten a=12cm und b=4cm. Wie gross ist der Umfang?
Lösung anzeigen
U=2⋅(a+b)=2⋅(12+4)=2⋅16=32cm
Der Umfang beträgt 32cm.
❓ Frage:Ein Quadrat hat die Seitenlänge a=9m. Wie gross ist der Flächeninhalt?
Lösung anzeigen
A=a2=9⋅9=81m2
Der Flächeninhalt beträgt 81m2.
❓ Frage:Ein Zimmer ist 5m lang und 4m breit. Wie viele Quadratmeter Teppich brauchst du, um den ganzen Boden zu bedecken?
Lösung anzeigen
A=a⋅b=5⋅4=20m2
Du brauchst 20m2 Teppich.
❓ Frage:Ein Rechteck hat den Umfang U=40cm und die Breite b=8cm. Wie gross ist die Länge a?
Lösung anzeigen
Forme die Formel um: 2U=a+b, also 240=a+8, also 20=a+8.
Daraus folgt: a=20−8=12cm.
Die Länge beträgt 12cm.
❓ Frage:Zwei Rechtecke haben beide den Umfang U=20cm. Rechteck A hat die Seiten a=8cm und b=2cm. Rechteck B hat die Seiten a=6cm und b=4cm. Welches Rechteck hat den grösseren Flächeninhalt?
Lösung anzeigen
Flächeninhalt Rechteck A: A=8⋅2=16cm2
Flächeninhalt Rechteck B: A=6⋅4=24cm2
Rechteck B hat den grösseren Flächeninhalt. Je ähnlicher die Seiten, desto grösser die Fläche.
Du hast gelernt, wie man Umfang und Fläche von Rechtecken und Quadraten berechnet. Dieses Wissen ist die Grundlage für vieles, was noch kommt.
In der 6. Klasse lernst du, wie man Dreiecke und andere Vielecke berechnet. Später kommen Kreise dazu – dort begegnest du der Zahl π (Pi). In der Oberstufe lernst du Körper kennen: Quader, Zylinder, Kegel. Für deren Oberfläche und Volumen brauchst du genau das Wissen, das du jetzt erworben hast. Die Formeln werden komplexer, aber die Grundidee bleibt dieselbe: Wie gross ist eine Fläche, wie lang ist ein Rand?
Es gilt A=a2. Gesucht ist a. Du fragst: Welche Zahl ergibt mit sich selbst multipliziert 49? Das ist 7, denn 7⋅7=49.
a=7cm
Eine Seite ist 7cm lang.
Aufgabe 5: Zimmer mit a=4,5m und b=3,5m.
A=a⋅b=4,5⋅3,5=15,75m2
Du brauchst 15,75m2 Teppich.
Aufgabe 6: Rechteck mit a=1,5m und b=80cm.
Zuerst Einheiten angleichen: b=80cm=0,8m.
Flächeninhalt in m2:
A=1,5⋅0,8=1,2m2
Flächeninhalt in cm2: Zuerst alle in cm: a=1,5m=150cm, b=80cm.
A=150⋅80=12000cm2
Probe: 1,2m2⋅10000=12000cm2 ✓
Aufgabe 7: Garten mit U=60m und a=18m.
Zuerst Breite berechnen:
2U=a+b⟹30=18+b⟹b=12m
Dann Flächeninhalt:
A=a⋅b=18⋅12=216m2
Der Garten hat einen Flächeninhalt von 216m2.
Aufgabe 8: Blumenbeet mit a=3m und b=2m.
Umfang des Beetes:
U=2⋅(3+2)=2⋅5=10m
Kosten:
10⋅4=40CHF
Das Holzbord kostet insgesamt 40CHF.
Aufgabe 9: Parkplatz mit a=120m und b=50m, Gebäude mit c=20m.
Fläche des Parkplatzes:
AParkplatz=120⋅50=6000m2
Fläche des Gebäudes:
AGeba¨ude=20⋅20=400m2
Parkplatzfläche ohne Gebäude:
A=6000−400=5600m2
Die Parkplatzfläche ohne Gebäude beträgt 5600m2.
Aufgabe 10 (Knobelaufgabe):24m Zaunmaterial, Rechteck mit maximalem Flächeninhalt.
Wenn U=24m, dann gilt a+b=12m. Du kannst verschiedene Möglichkeiten ausprobieren:
Länge a
Breite b
Fläche A
11m
1m
11m2
10m
2m
20m2
9m
3m
27m2
8m
4m
32m2
7m
5m
35m2
6m
6m
36m2
Beobachtung: Je ähnlicher Länge und Breite, desto grösser die Fläche. Das Quadrat mit a=b=6m hat die grösste Fläche von 36m2. Mit 24m Zaun umzäunst du am meisten Fläche, wenn du ein Quadrat bildest.