Luisa möchte 4 identische Holzbilderrahmen bauen. Für jeden Rahmen benötigt sie:
- 2 lange Holzleisten von je \(1{,}2\,\text{m}\)
- 2 kurze Holzleisten von je \(0{,}85\,\text{m}\)
Sie überlegt gemeinsam mit ihrem Bruder, wie sie die Gesamtlänge des benötigten Holzes berechnen kann. Die beiden zeichnen zwei verschiedene Rechenbäume (Weg A und Weg B).
a) Erkläre, wie die beiden Rechenbäume jeweils aufgebaut sind und was die einzelnen Schritte im Sachzusammenhang bedeuten.
b) Berechne für beide Rechenbäume die Werte aller leeren Kästchen und ermittle die Gesamtlänge des benötigten Holzes in Metern.
c) Welches mathematische Gesetz (Rechengesetz) zeigt, dass beide Wege zum selben Ergebnis führen müssen? Schreibe die beiden zugehörigen Terme mit Klammern auf.

Denkanstöße
- Überlege dir zuerst, was die Zahlen im Text bedeuten (z. B. wie viele lange und kurze Leisten Luisa insgesamt für alle Rahmen braucht).
- Vergleiche die beiden Rechenbäume: Welcher berechnet zuerst das Holz für einen Rahmen, und welcher berechnet das Holz direkt für alle Rahmen zusammen?
- Berechne die Werte in den Rechenbäumen von oben nach unten.
- Welches Rechengesetz erlaubt es, eine Zahl in eine Klammer hineinzumultiplizieren?
Lösung
1. **Teilaufgabe a):**
- **Weg A:** Berechnet zuerst die benötigte Holzlänge für einen einzelnen Rahmen durch Addition der Längen von 2 langen Leisten (\(2 \cdot 1{,}2\,\text{m}\)) und 2 kurzen Leisten (\(2 \cdot 0{,}85\,\text{m}\)). Diese Summe wird am Ende mit 4 multipliziert, um die Gesamtlänge für alle 4 Rahmen zu erhalten.
- **Weg B:** Berechnet die Gesamtlänge aller langen und aller kurzen Leisten getrennt. Da für 4 Rahmen insgesamt \(4 \cdot 2 = 8\) lange Leisten benötigt werden, rechnet man \(8 \cdot 1{,}2\,\text{m}\). Für die kurzen Leisten rechnet man \(8 \cdot 0{,}85\,\text{m}\). Am Ende werden beide Teillängen addiert.
2. **Teilaufgabe b):**
- **Weg A:**
- Linker Ast oben: \(2 \cdot 1{,}2 = 2{,}4\)
- Rechter Ast oben: \(2 \cdot 0{,}85 = 1{,}7\)
- Summe (ein Rahmen): \(2{,}4 + 1{,}7 = 4{,}1\)
- Gesamtlänge: \(4 \cdot 4{,}1 = 16{,}4\,\text{m}\)
- **Weg B:**
- Linker Ast: \(8 \cdot 1{,}2 = 9{,}6\)
- Rechter Ast: \(8 \cdot 0{,}85 = 6{,}8\)
- Gesamtlänge: \(9{,}6 + 6{,}8 = 16{,}4\,\text{m}\)
Die Gesamtlänge beträgt in beiden Fällen \(16{,}4\,\text{m}\).
3. **Teilaufgabe c):**
Das zugrundeliegende Gesetz ist das **Distributivgesetz** (Verteilungsgesetz).
Die beiden Terme lauten:
- Weg A: \(4 \cdot (2 \cdot 1{,}2 + 2 \cdot 0{,}85)\)
- Weg B: \(8 \cdot 1{,}2 + 8 \cdot 0{,}85\) (bzw. \((4 \cdot 2) \cdot 1{,}2 + (4 \cdot 2) \cdot 0{,}85\))
Antwort
a) Weg A berechnet zuerst das Holz für einen Rahmen und multipliziert dann mit 4. Weg B berechnet die Gesamtlängen aller langen und kurzen Leisten separat und addiert sie am Ende.
b) Die Gesamtlänge beträgt \(16{,}4\,\text{m}\).
c) Das Gesetz heißt **Distributivgesetz** (Verteilungsgesetz). Die Terme lauten \(4 \cdot (2 \cdot 1{,}2 + 2 \cdot 0{,}85)\) und \(8 \cdot 1{,}2 + 8 \cdot 0{,}85\).