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Zusammengesetzte Flächen

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Die Giebelseite eines Schuppens besteht aus einem rechteckigen Teil (Breite \(4\,\text{m}\), Höhe \(2{,}5\,\text{m}\)) und einer darauf sitzenden dreieckigen Giebelspitze. Die Giebelspitze hat dieselbe Grundseite wie das Rechteck und eine Höhe von \(1{,}8\,\text{m}\). Berechne die gesamte Fläche der Giebelseite, die gestrichen werden muss.

Denkanstöße

- Aus welchen zwei bekannten geometrischen Formen setzt sich die Wand zusammen? - Wie berechnet man den Flächeninhalt eines Rechtecks? - Wie lautet die Formel für den Flächeninhalt eines Dreiecks? - Wie erhältst du das Gesamtergebnis aus den beiden Teilflächen?

Lösung

1. Berechnung der Fläche des rechteckigen Teils: \(A_1 = a \cdot b = 4\,\text{m} \cdot 2{,}5\,\text{m} = 10\,\text{m}^2\). 2. Berechnung der Fläche des dreieckigen Giebels: \(A_2 = \frac{1}{2} \cdot g \cdot h = \frac{1}{2} \cdot 4\,\text{m} \cdot 1{,}8\,\text{m} = 3{,}6\,\text{m}^2\). 3. Addition der Teilflächen zur Gesamtfläche: \(A_{\text{gesamt}} = 10\,\text{m}^2 + 3{,}6\,\text{m}^2 = 13{,}6\,\text{m}^2\).

Antwort

Die gesamte Fläche der Giebelseite beträgt \(13{,}6\,\text{m}^2\).
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Eine rechteckige Glasplatte ist \(80\,\text{cm}\) lang und \(40\,\text{cm}\) breit. Aus einer Ecke wird ein kleineres rechteckiges Stück mit den Maßen \(200\,\text{mm} \times 150\,\text{mm}\) herausgeschnitten. Wie groß ist die verbleibende Glasfläche in Quadratzentimetern (\(\text{cm}^2\))?

Denkanstöße

- Ist es einfacher, zuerst alle Längen in dieselbe Einheit umzurechnen oder erst am Ende die Flächen? - Was passiert mit der Gesamtfläche, wenn ein Teil entfernt wird? - Achte darauf, dass du beim Rechnen nur Werte mit der gleichen Einheit kombinierst.

Lösung

1. Berechnung der Gesamtfläche der Glasplatte: \(80\,\text{cm} \cdot 40\,\text{cm} = 3200\,\text{cm}^2\). 2. Umrechnung der Maße des Ausschnitts in Zentimeter: \(200\,\text{mm} = 20\,\text{cm}\) und \(150\,\text{mm} = 15\,\text{cm}\). 3. Berechnung der Fläche des Ausschnitts: \(20\,\text{cm} \cdot 15\,\text{cm} = 300\,\text{cm}^2\). 4. Subtraktion des Ausschnitts von der Gesamtfläche: \(3200\,\text{cm}^2 - 300\,\text{cm}^2 = 2900\,\text{cm}^2\).

Antwort

Die verbleibende Glasfläche beträgt \(2900\,\text{cm}^2\).
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Berechne den Flächeninhalt der beschriebenen Figur: Ein Rechteck mit den Seitenlängen \(5\,\text{cm}\) und \(3\,\text{cm}\) wird mit einem Quadrat der Seitenlänge \(2\,\text{cm}\) an einer Seite bündig aneinandergefügt. Aus dieser so entstandenen Gesamtform wird ein Dreieck mit einer Grundseite von \(1{,}2\,\text{cm}\) und einer Höhe von \(1{,}5\,\text{cm}\) ausgeschnitten.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welche Teilflächen hinzugefügt werden und welche abgezogen werden müssen. - Notiere dir die Formeln für den Flächeninhalt von Rechtecken, Quadraten und Dreiecken. - Achte darauf, alle Zwischenergebnisse mit der richtigen Einheit anzugeben. - Kannst du die Figur in deinem Kopf oder auf einer Skizze in Einzelteile zerlegen?

Lösung

1. Berechnung des Flächeninhalts des Rechtecks: \(A_{\text{Rechteck}} = 5\,\text{cm} \cdot 3\,\text{cm} = 15\,\text{cm}^2\) 2. Berechnung des Flächeninhalts des Quadrats: \(A_{\text{Quadrat}} = (2\,\text{cm})^2 = 4\,\text{cm}^2\) 3. Berechnung des Flächeninhalts des Dreiecks: \(A_{\text{Dreieck}} = \frac{1}{2} \cdot 1{,}2\,\text{cm} \cdot 1{,}5\,\text{cm} = 0{,}6 \cdot 1{,}5\,\text{cm}^2 = 0{,}9\,\text{cm}^2\) 4. Ermittlung der Gesamtfläche durch Addition der Rechtecks- und Quadratsflächen und anschließende Subtraktion der Dreiecksfläche: \(A_{\text{Gesamt}} = 15\,\text{cm}^2 + 4\,\text{cm}^2 - 0{,}9\,\text{cm}^2 = 18{,}1\,\text{cm}^2\)

Antwort

Der Flächeninhalt beträgt \(18{,}1\,\text{cm}^2\).
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Ein Logo besteht aus zwei Teilflächen: 1. Einem Trapez mit den parallelen Seiten \(a = 6\,\text{cm}\) und \(c = 4\,\text{cm}\) sowie der Höhe \(h = 3\,\text{cm}\). 2. Einem Parallelogramm mit der Grundseite \(g = 4\,\text{cm}\) und der zugehörigen Höhe \(h_g = 2{,}5\,\text{cm}\). Die Grundseite des Parallelogramms liegt dabei genau auf der Seite \(c\) des Trapezes. Bestimme den Gesamtflächeninhalt des Logos und berechne, wie viel Prozent der Gesamtfläche das Parallelogramm einnimmt.

Denkanstöße

- Berechne zuerst die Flächeninhalte der beiden geometrischen Formen einzeln. - Wie lautet die Formel für den Flächeninhalt eines Trapezes? - Wie lautet die Formel für ein Parallelogramm? - Um den Prozentsatz zu finden, kannst du den Anteil als Bruch schreiben und diesen auf den Nenner 100 erweitern.

Lösung

1. Flächeninhalt des Trapezes berechnen: \(A_{\text{Trapez}} = \frac{a + c}{2} \cdot h = \frac{6\,\text{cm} + 4\,\text{cm}}{2} \cdot 3\,\text{cm} = 5\,\text{cm} \cdot 3\,\text{cm} = 15\,\text{cm}^2\) 2. Flächeninhalt des Parallelogramms berechnen: \(A_{\text{Para}} = g \cdot h_g = 4\,\text{cm} \cdot 2{,}5\,\text{cm} = 10\,\text{cm}^2\) 3. Gesamtfläche addieren: \(A_{\text{Gesamt}} = 15\,\text{cm}^2 + 10\,\text{cm}^2 = 25\,\text{cm}^2\) 4. Prozentualen Anteil des Parallelogramms bestimmen: \(\frac{10}{25} = \frac{40}{100} = 40\,\%\)

Antwort

Der Gesamtflächeninhalt des Logos beträgt \(25\,\text{cm}^2\). Das Parallelogramm nimmt \(40\,\%\) der Gesamtfläche ein.
4155436
Eine Metallplatte hat die Form eines Parallelogramms mit einer Grundseite von \(12\,\text{cm}\) und einer Höhe von \(8\,\text{cm}\). Aus dieser Platte werden drei identische Quadrate mit einer Seitenlänge von jeweils \(2{,}5\,\text{cm}\) ausgestanzt. a) Berechne den Flächeninhalt der verbleibenden Restfläche. b) Ändert sich der Flächeninhalt der Restfläche, wenn man die drei Quadrate an anderen Stellen (innerhalb des Parallelogramms) ausstanzt? Begründe deine Antwort kurz.

Denkanstöße

- Stelle dir vor, wie viel Material insgesamt durch die Quadrate entfernt wird. - Spielt es für die Größe eines Loches eine Rolle, wo genau es sich in der Platte befindet? - Denke an die Formel für den Flächeninhalt eines Parallelogramms. - Wie berechnet man den Flächeninhalt von drei gleichen Objekten?

Lösung

1. Flächeninhalt des Parallelogramms berechnen: \(A_{\text{Para}} = 12\,\text{cm} \cdot 8\,\text{cm} = 96\,\text{cm}^2\) 2. Flächeninhalt eines Quadrats berechnen: \(A_{\text{Quadrat}} = (2{,}5\,\text{cm})^2 = 6{,}25\,\text{cm}^2\) 3. Gesamtfläche der drei Quadrate berechnen: \(3 \cdot 6{,}25\,\text{cm}^2 = 18{,}75\,\text{cm}^2\) 4. Restfläche durch Subtraktion bestimmen: \(96\,\text{cm}^2 - 18{,}75\,\text{cm}^2 = 77{,}25\,\text{cm}^2\) 5. Begründung zur Lage: Der Flächeninhalt ändert sich nicht, da die Größe der abgezogenen Teilflächen gleich bleibt, unabhängig von ihrer Position.

Antwort

a) Die Restfläche beträgt \(77{,}25\,\text{cm}^2\). b) Nein, der Flächeninhalt ändert sich nicht, da die Größe der entfernten Flächenstücke gleich bleibt, solange sie innerhalb der Platte liegen.

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