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Grundwissen Jahrgangsstufe 6

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GM 6.1 Brüche<br />

<strong>Grundwissen</strong> <strong>Jahrgangsstufe</strong> 6<br />

Brüche:<br />

Zerlegt man ein Ganzes z.B. in 5 gleich große Teile und fasst dann 3 dieser Teile zusammen, so erhält<br />

3 man des Ganzen.<br />

5<br />

3 Im Bruch ist 5 der Nenner und 3 der Zähler.<br />

5<br />

Stammbrüche haben den Zähler 1, z.B.<br />

, .<br />

1 1 , 1<br />

2 3 4<br />

Bei echten Brüchen ist der Zähler kleiner als der Nenner, z.B. 2 7 , , 1 .<br />

3 11 14<br />

Bei unechten Brüchen ist der Zähler mindestens so groß wie der Nenner. Unechte Brüche kann man<br />

3 3 27 3<br />

auch als gemischte Zahlen schreiben, z.B. = 1 1 , 11 = 2 , = 3 . Gemischte Zahlen sind eine kürzere<br />

2 2 4 4 8 8<br />

3 3<br />

Schreibweise für eine Summe, so ist z.B. 3 = 3 + .<br />

8 8<br />

3 Vertauscht man bei einem Bruch Zähler und Nenner, so erhält man den Kehrbruch. ist der<br />

2<br />

Kehrbruch von 2 .<br />

3<br />

Kürzen eines Bruchs:<br />

Sind Zähler und Nenner eines Bruchs durch die gleiche natürliche Zahl teilbar, kann man den Bruch<br />

kürzen. Beim Kürzen werden Zähler und Nenner durch die gleiche natürliche Zahl dividiert.<br />

8 2⋅4<br />

= =<br />

12 3⋅4<br />

2<br />

3<br />

75 15 5 =<br />

135 27 9<br />

Der Bruch wurde mit 4 gekürzt.<br />

= Der Bruch wurde zunächst mit 5, dann mit 3 gekürzt.<br />

Haben Zähler und Nenner eines Bruchs keinen von 1 verschiedenen Teiler gemeinsam, dann ist der<br />

Bruch vollständig gekürzt. Man sagt, er ist in Grundform.<br />

Erweitern eines Bruchs:<br />

Ein Bruch wird erweitert, indem man Zähler und Nenner mit der gleichen (natürlichen) Zahl<br />

multipliziert. Diese Zahl heißt Erweiterungsfaktor.<br />

2 2⋅7<br />

= =<br />

5 5⋅7<br />

3 3⋅5<br />

= =<br />

7 7⋅5<br />

14<br />

35<br />

15<br />

35<br />

Der Bruch wurde mit 7 erweitert.<br />

Der Bruch wurde mit 5 erweitert.<br />

Die Brüche 14 15 und haben den gleichen Nenner. Sie sind gleichnamig.<br />

35 35<br />

9


GM 6.2 Dezimalschreibweise<br />

Dezimalschreibweise:<br />

Brüche, deren Nenner Stufenzahlen (10, 100, 1000, ...) sind, können direkt in Dezimalschreibweise<br />

angegeben werden.<br />

3 = 0,<br />

3<br />

Null Komma drei.<br />

10<br />

1 100<br />

53 = 1,<br />

53<br />

Eins Komma fünf drei.<br />

3 1000<br />

21 = 3,<br />

021<br />

Drei Komma null zwei eins.<br />

Die Stellen nach dem Komma heißen Dezimalen. Sie werden als Zehntel, Hunderstel, Tausendstel usw.<br />

bezeichnet.<br />

Umwandeln von Dezimalschreibweise in Bruchschreibweise:<br />

Beim Umwandeln der Dezimalschreibweise in die Bruchschreibweise wird der Dezimalteil zum Zähler<br />

des Bruchs. Der Nenner ist diejenige Stufenzahl, die so viele Nullen besitzt, wie der Dezimalteil Stellen<br />

hat.<br />

13 2 , 13 = 2<br />

Der Dezimalteil ist 13. Er wird zum Zähler. Da er 2 Stellen hat,<br />

100<br />

4 , 027 = 4 27<br />

ist der Nenner 100.<br />

Der Dezimalteil ist 027. Der Zähler ist somit 27. Der Dezimalteil<br />

1000<br />

hat 3 Stellen. Der Nenner des Bruchs ist also 1000.<br />

Umwandeln von Bruchschreibweise in Dezimalschreibweise:<br />

Jeder Bruch, dessen Nenner eine Stufenzahl ist oder durch Kürzen und/oder Erweitern zu einer<br />

Stufenzahl gemacht werden kann, kann in endlicher Dezimalschreibweise dargestellt werden.<br />

53 = 1,<br />

53<br />

Der Nenner ist bereits eine Stufenzahl.<br />

1 100<br />

625 = 0,<br />

625<br />

Erweitern mit 125 liefert den Nenner 1000.<br />

5 =<br />

8 1000<br />

2 12 =<br />

75 25 100<br />

16<br />

= 2 4 = 2 2,<br />

16 Erst mit 3 kürzen, dann mit 4 erweitern liefert den Nenner 100.<br />

Man gelangt auch zur Dezimalschreibweise, indem man eine Division ausführt. Beim Überschreiten<br />

des Kommas im Dividenden muss man im Quotientenwert ein Komma setzen.<br />

2 14 = 2,<br />

56<br />

25<br />

Rechne 14,00 : 25 = 0,56<br />

140<br />

- 125<br />

150<br />

-150<br />

0<br />

Bei Brüchen, deren Nenner nicht zu einer Stufenzahl erweitert werden kann, liefert die Division<br />

einen unendlichen, periodischen Dezimalbruch.<br />

1 = ?<br />

3<br />

Rechne 1 : 3 = 0,33....<br />

1<br />

Man schreibt:<br />

= 0,<br />

3 3<br />

10<br />

- 9<br />

10<br />

...<br />

(Null Komma Periode 3)<br />

5 = ? 12<br />

Rechne 5 : 12 = 0,4166... Man schreibt:<br />

5 = 0,<br />

416<br />

12<br />

50 (Null Komma vier eins<br />

- 48<br />

20<br />

- 12<br />

80<br />

- 72<br />

80<br />

...<br />

Periode 6)<br />

10


GM 6.3 Rationale Zahlen<br />

Menge der rationalen Zahlen:<br />

Alle positiven und alle negativen Brüche und die Zahl 0 bilden zusammen die Menge ℚ der rationalen<br />

Zahlen. Jede rationale Zahl ist also als Bruch zweier ganzer Zahlen darstellbar. Insbesondere ist jede<br />

ganze Zahl eine rationale Zahl.<br />

Rationale Zahlen kann man in Bruchschreibweise und in Dezimalschreibweise darstellen.<br />

Beispiele:<br />

Zehntel: 1 = 1, 2 = 0,<br />

2 3 = 0,<br />

3 4 = 0,<br />

4 5 = 0,<br />

5 6 = 0,<br />

6 7 = 0,<br />

7 8 = 0,<br />

8 9 = 0,<br />

9<br />

10<br />

0 10 10 10 10 10 10 10 10<br />

Fünftel: 1 3<br />

= , 2 2 = 0,<br />

4 = 0,<br />

6 4 = 0,<br />

8<br />

5<br />

0 5<br />

5 5<br />

Viertel: 1 3<br />

= , 25 2 = 1 = 0,<br />

5 = 0,<br />

75<br />

4<br />

0 4 2<br />

4<br />

Achtel: 1 3<br />

5<br />

7<br />

= , 125 = 0,<br />

375 = 0,<br />

625 = 0,<br />

875<br />

8<br />

0 8<br />

8<br />

8<br />

20stel: 1 3<br />

7<br />

9<br />

13<br />

17<br />

19<br />

= , 05 = 0,<br />

15 = 0,<br />

35 = 0,<br />

45 11 = 0,<br />

55 = 0,<br />

65 = 0,<br />

85 = 0,<br />

95<br />

20<br />

0 20<br />

20<br />

20<br />

20<br />

20<br />

20<br />

20<br />

Einige periodische Dezimalbrüche kommen häufiger vor. Diese sollte man kennen und zum Rechnen in<br />

Bruchschreibweise umformen. Zahlen in periodischer Darstellung eignen sich nicht zum Rechnen!<br />

0 , 3 = 1 0,<br />

6 = 2<br />

3<br />

3<br />

0 , 1 = 1<br />

9<br />

0 1, 6 = 1<br />

6<br />

Runden:<br />

Für das Runden einer Zahl ist nur die Ziffer von Bedeutung, die der Stelle, auf die gerundet werden<br />

soll, unmittelbar folgt.<br />

Bei den Ziffern 0, 1, 2, 3 und 4 rundet man ab.<br />

Runde auf Zehntel: 17,348 ≈ 17,3 Der Zehntelstelle folgt eine 4. Es wird<br />

abgerundet.<br />

Runde auf Tausendstel: 1,9513 ≈ 1,951 Der Tausendstelstelle folgt eine 3. Es wird<br />

abgerundet.<br />

Bei den Ziffern 5, 6, 7, 8 und 9 rundet man auf.<br />

Runde auf Hundertstel: 17,348 ≈ 17,35 Der Hunderstelstelle folgt eine 8. Es wird<br />

aufgerundet.<br />

Runde auf Zehntel: 1,9513 ≈ 2,0 Der Zehntelstelle folgt eine 5. Es wird<br />

aufgerundet.<br />

Größenvergleich:<br />

Brüche vergleicht man meistens, indem man sie gleichnamig macht und dann ihre Zähler<br />

vergleicht.<br />

4 8 3 = 9 ; 8 < 9 ;<br />

4 < 3<br />

= ; Also ist 21 42 14 42 42 42<br />

21 14<br />

Beim Größenvergleich von Dezimalzahlen vergleicht man stellenweise von links nach rechts. Die<br />

erste Ziffer, in der sich die beiden Zahlen unterscheiden, zeigt, welche Zahl die größere ist.<br />

3,25 < 3,31 Die Zahlen unterscheiden sich erst auf der Zehntelstelle.<br />

6,98544 < 6,98655 Die Zahlen unterscheiden sich erst auf der Tausendstelstelle.<br />

Beim Vergleich zweier rationaler Zahlen, von denen eine in Bruchschreibweise und die andere in<br />

Dezimalschreibweise gegeben sind, muss man in der Regel eine der beiden in die andere<br />

Schreibweise umwandeln.<br />

Vergleiche 6,16 und<br />

2<br />

16 10<br />

6 : 6 , 16 6 = 6 4 = 6 12 ; 6 2 = 6<br />

15<br />

100 25 75 15 75<br />

= ; Also ist<br />

Vergleiche 1 und 1,32: 1 = 1,<br />

3 = 1,<br />

333...<br />

; Also ist 1,32 <<br />

1<br />

3<br />

1 3<br />

11<br />

1 1 .<br />

3<br />

6 2 < 6,16<br />

15


GM 6.4 Absolute und relative Anteile<br />

Relativer Anteil/Bruchteil:<br />

Teilt man ein Ganzes in 5 gleich große Teile und fasst dann 3 dieser<br />

3 Teile zusammen, so erhält man des Ganzen (vgl. Abbildung). Man<br />

5<br />

3 bezeichnet als den Bruchteil bzw. relativen Anteil.<br />

5<br />

Relative Anteile kann man in Bruchschreibweise, in Dezimalschreibweise<br />

und in Prozentschreibweise angeben.<br />

3 = 0,6 = 60 %<br />

5<br />

Relative Anteile treten häufig beim Rechnen mit Größen auf.<br />

3 von 50 € = 30 €<br />

5<br />

3 Hier ist 50 € das Ganze, der relative Anteil und 30 € der absolute Anteil des Ganzen.<br />

5<br />

Berechnung des relativen Anteils:<br />

Zur Berechnung des relativen Anteils dividiert man den absoluten Anteil durch das Ganze.<br />

27kg<br />

60kg<br />

27 9<br />

Welcher (relative) Anteil sind 27 kg an 60 kg? = = = 0,<br />

45 = 45%<br />

54 9 36<br />

Wie viel Prozent sind 54 Schüler von 150 Schülern? = = = 36%<br />

Berechnung des absoluten Anteils einer Größe:<br />

Man berechnet den absoluten Anteil z einer Größe, indem man die Größe zunächst durch n dividiert<br />

n<br />

und den Wert dieses Quotienten mit z multipliziert.<br />

3 von 28 € = (28 € : 7) ⋅ 3 = 4 € ⋅ 3 = 12 €<br />

7<br />

relativer absoluter<br />

relativer absoluter<br />

Anteil Anteil<br />

Anteil Anteil<br />

:7<br />

⋅ 3<br />

1<br />

1<br />

1<br />

7<br />

3<br />

28 €<br />

4 €<br />

12 €<br />

:7<br />

⋅ 3<br />

:100<br />

⋅ 16<br />

100%<br />

1 %<br />

16 %<br />

175 €<br />

1,75 €<br />

28 €<br />

:100<br />

⋅ 16<br />

7<br />

3 3 3 28 3⋅4<br />

Oder: von 28 € = ⋅ 28 € = ⋅ € = € = 12€<br />

7<br />

7<br />

7 1 1⋅1<br />

60<br />

150<br />

20<br />

25<br />

100<br />

16 16 % von 175 € = von 175 € = 4 von 175 € = 28 €<br />

100<br />

25<br />

Oder: 16 % von 175 € = 0,16 ⋅ 175 € = 28 €<br />

Berechnung des Ganzen:<br />

Ist der absolute Anteil z einer Größe bekannt, so berechnet man das Ganze, indem man den absoluten<br />

n<br />

Anteil durch z dividiert und den Wert dieses Quotienten mit n multipliziert.<br />

5 einer Länge sind 10 km.<br />

15 % einer Fläche sind 72 m².<br />

8<br />

:5<br />

⋅ 8<br />

relativer<br />

Anteil<br />

5<br />

8<br />

1<br />

8<br />

8<br />

8<br />

absoluter<br />

Anteil<br />

10 km<br />

2 km<br />

16 km<br />

:5<br />

⋅ 8<br />

:3<br />

⋅ 20<br />

relativer<br />

Anteil<br />

15%<br />

5 %<br />

100%<br />

absoluter<br />

Anteil<br />

72 m²<br />

24 m²<br />

480 m²<br />

:3<br />

⋅ 20<br />

Die (ganze) Länge beträgt 16 km.<br />

Die (ganze) Fläche hat den Flächeninhalt 480 m².<br />

12


GM 6.5 Rechnen mit rationalen Zahlen<br />

Addieren und Subtrahieren rationaler Zahlen:<br />

Brüche werden addiert (subtrahiert), indem man sie gleichnamig macht, ihre Zähler addiert<br />

(subtrahiert) und den gemeinsamen Nenner beibehält. Der Hauptnenner (kleinster gemeinsamer<br />

Nenner) ist das kgV (kleinste gemeinsame Vielfache) der auftretenden Nenner.<br />

3 5 + = 9 10 19 7<br />

+ = = 1<br />

Termwerte in gemischter Schreibweise angeben!<br />

4<br />

6<br />

12<br />

12<br />

12<br />

5 1 5 3 = − 2 = = 1<br />

6 3 6 6 6 2<br />

12<br />

− Termwerte vollständig kürzen!<br />

Gemischte Zahlen werden addiert (subtrahiert), indem man jeweils sowohl die ganzen Zahlen als<br />

auch die Brüche addiert (subtrahiert).<br />

3 4<br />

3 4 7<br />

3 + 4 = ( 3 + 4)<br />

+ ( + ) = 7 = 8 2<br />

5<br />

5<br />

6 =<br />

5<br />

9 5<br />

9 5<br />

− 3 = ( 6 − 2)<br />

+ ( − ) = 4 4 4 1<br />

16 16<br />

16 16 16 4<br />

3 =<br />

5<br />

2 5 11 5 6 2<br />

5<br />

− 1 = 2 −1<br />

= 1 1<br />

Weil 9 9 9 9 9 3<br />

9 9<br />

5<br />

5<br />

2 < muss man ein Ganzes in Neuntel umwandeln!<br />

Rationale Zahlen in Dezimalschreibweise werden stellenweise addiert (subtrahiert).<br />

Untereinander Nebeneinander<br />

2,<br />

1 6 2<br />

+ 0,<br />

+ 4,<br />

7,<br />

9<br />

8<br />

9<br />

5<br />

8<br />

9<br />

0<br />

1<br />

3<br />

45,6 – 12,738 = 45,600 – 12,738 = 32,862<br />

Multiplizieren rationaler Zahlen:<br />

Brüche werden multipliziert, indem man das Produkt der Zähler durch das Produkt der Nenner<br />

dividiert.<br />

2 3 2⋅3<br />

⋅ = =<br />

7 5 5⋅7<br />

6<br />

35<br />

4 15 4⋅15<br />

1⋅5<br />

⋅ = = =<br />

9 16 9⋅16<br />

3⋅4<br />

5<br />

12<br />

Vor dem Ausmultiplizieren des Zählers und Nenners kürzen!<br />

Gemischte Zahlen müssen vor dem Multiplizieren in unechte Brüche umgewandelt werden.<br />

5 11 55<br />

2 1 ⋅ 3 2 = ⋅ = = 9 1 Produktwert wieder als gemischte Zahl schreiben!<br />

2<br />

3<br />

2<br />

3<br />

6<br />

6<br />

Rationale Zahlen in Dezimalschreibweise werden multipliziert, indem man zunächst den<br />

Produktwert der Zahlen ohne Berücksichtigung der Kommas bildet. Dann erhält der Produktwert<br />

so viele Dezimalen wie beide Faktoren zusammen besitzen.<br />

1,6 ⋅ 0,34 = 0,544 NR. 16 ⋅ 34 = 544; Der Produktwert muss 3 Dezimalen haben.<br />

Unterscheide Produkte und gemischte Zahlen.<br />

2 ⋅ 2 = 4 ; 2 2 = 2 + 2<br />

Man sieht: 2 ⋅ 2 ≠ 2 2<br />

3<br />

3<br />

3<br />

3<br />

Dividieren rationaler Zahlen:<br />

Durch einen Bruch wird dividiert, indem man mit seinem Kehrbruch multipliziert.<br />

1 1 : 2 6 2 6 3 3⋅<br />

3 9<br />

: = ⋅ = = = 1 4 Gemischte Zahlen erst in unechte Brüche verwandeln!<br />

5<br />

= 3 5 3 5 2 5⋅1<br />

5<br />

5<br />

3<br />

Bei der Division zweier rationaler Zahlen in Dezimalschreibweise wird zuerst im Dividend und im<br />

Divisor das Komma gleich weit verschoben und zwar so, dass der Divisor eine natürliche Zahl wird.<br />

Dann wird wie gewöhnlich dividiert. Bei Überschreiten des Kommas im Dividend wird im<br />

Quotientenwert ein Komma gesetzt.<br />

5,25 : 4,2 = 52,5 : 42 Kommas um eine Stelle nach rechts verschoben<br />

52,5 : 42 = 1,25<br />

- 42<br />

105<br />

- 84<br />

210<br />

- 210<br />

0<br />

Beim Rechnen mit rationalen Zahlen gelten die selben Vorzeichenregeln, Rechenregeln und<br />

Rechengesetze wie beim Rechnen mit ganzen Zahlen (→ GM 5.2).<br />

13<br />

3


GM 6.6 Flächeninhalte<br />

Parallelogramm<br />

Jedes Parallelogramm besitzt vier Seiten, von denen die gegenüberliegenden jeweils gleich lang und<br />

parallel sind. Der Abstand zweier paralleler Seiten heißt Höhe. Jedes Parallelogramm hat also zwei<br />

Grundlinien g1 und g2 und zwei Höhen h1 und h2.<br />

Flächeninhalt des Parallelogramms:<br />

A = g1 ⋅ h1 und A = g2 ⋅ h2 („Grundlinie mal zugehörige Höhe.“)<br />

Beispiel:<br />

AKIEW = 5 cm ⋅ 2 cm = 10 cm²<br />

und<br />

AKIEW = 2,5 cm ⋅ 4 cm = 10 cm²<br />

Dreieck<br />

Jedes Dreieck besitzt drei Seiten (Grundlinien). Man benennt sie entsprechend der gegenüberliegenden<br />

Ecke mit einem kleinen Buchstaben. (Der Ecke A gegenüber liegt die Seite a.) Der Abstand einer Ecke<br />

von der gegenüberliegenden Seite heißt Höhe. (Die zur Seite a gehörende Höhe wird mit ha bezeichnet.)<br />

Flächeninhalt des Dreiecks:<br />

1 1 1 1<br />

A = ⋅ a ⋅ ha und A = ⋅ b ⋅ hb und A = ⋅ c ⋅ hc („ mal Grundlinie mal zugehörige Höhe.“)<br />

2<br />

2<br />

2 2<br />

Beispiele:<br />

2 cm<br />

3,6 cm<br />

A = 1 ⋅ 3,6 cm ⋅ 2 cm = 3,6 cm²<br />

2<br />

Trapez<br />

Ein Trapez ist ein Viereck, bei dem zwei<br />

gegenüberliegende Seiten parallel sind.<br />

Diese zueinander parallelen Seiten heißen<br />

Grundlinien. Ihr Abstand wird als Höhe<br />

bezeichnet.<br />

Flächeninhalt des Trapezes:<br />

A = 1 ⋅ (a + c) ⋅ h<br />

2<br />

(„Halbe Summe der Grundlinien mal<br />

Höhe.“)<br />

Stumpfwinkliges Dreieck<br />

Spezialfall: Rechtwinkliges Dreieck<br />

1,5 cm<br />

14<br />

4 cm<br />

hb<br />

A = 1 ⋅ 1,5 cm ⋅ 4 cm = 3 cm²<br />

2<br />

A<br />

a c<br />

B<br />

h<br />

D<br />

C<br />

hc


GM 6.7 Körper und ihr Volumen<br />

Grundriss, Aufriss, Seitenriss<br />

Um eine Vorstellung von einem Körper zu<br />

bekommen, stellt man ihn häufig aus<br />

verschiedenen Richtungen betrachtet dar. Der<br />

Grundriss zeigt, wie der Körper senkrecht von<br />

oben betrachtet aussieht, der Aufriss, wie der<br />

Körper von vorne betrachtet aussieht, und der<br />

Seitenriss wie der Körper von rechts oder von<br />

links betrachtet aussieht.<br />

Schrägbild<br />

In einem Schrägbild wird ein Körper so<br />

gezeichnet, dass man ihn sich räumlich gut<br />

vorstellen kann. Die senkrecht nach hinten<br />

verlaufenden Kanten werden schräg und<br />

verkürzt gezeichnet. Häufig zeichnet man sie<br />

unter einem 45°-Winkel und in halber Länge.<br />

Unsichtbare Kanten werden im Schrägbild<br />

gestrichelt gezeichnet.<br />

Quader und Würfel<br />

Ein Quader ist durch seine drei Kantenlängen<br />

(Länge l, Breite b und Höhe h) festgelegt. Er<br />

hat das Volumen<br />

V = l ⋅ b ⋅ h<br />

und den Oberflächeninhalt<br />

O = 2 ⋅ l ⋅ b + 2 ⋅ l ⋅ h + 2 ⋅ b⋅ h.<br />

Ein Würfel ist ein besonderer Quader. Seine<br />

drei Kantenlängen sind gleich. Ein Würfel ist<br />

also durch seine Kantenlänge a festgelegt. Er<br />

hat das Volumen<br />

V = a³<br />

und den Oberflächeninhalt<br />

O = 6 ⋅ a².<br />

Beispiel: Quader<br />

Beispiel: Quader<br />

Prisma<br />

Ein (gerades) Prisma hat als Grund- und Deckfläche zwei deckungsgleiche Vielecke, die parallel<br />

zueinander liegen. Die Seitenflächen eines Prismas sind Rechtecke. Alle Seitenflächen zusammen<br />

bilden die Mantelfläche des Prismas.<br />

Beispiele<br />

Dreiseitiges Prisma<br />

(„auf der Grundfläche stehend“)<br />

Dreiseitiges Prisma<br />

(„auf einer Seitenfläche liegend“)<br />

15<br />

Sechsseitiges Prisma<br />

(„auf der Grundfläche stehend“)

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