Frau Müller möchte in ihrem Garten eine rechteckige Fläche mit genau 40 quadratischen Holzfliesen auslegen. Jede Fliese hat eine Seitenlänge von \(50\,\text{cm}\). Die Fliesen dürfen nicht zerschnitten werden.
Untersuche, ob es eine Möglichkeit gibt, die Fliesen so anzuordnen, dass der Umfang der rechteckigen Fläche genau \(15\,\text{m}\) beträgt. Begründe deine Antwort durch den Vergleich aller möglichen Umfänge.
Denkanstöße
- Wie viele verschiedene Möglichkeiten gibt es, 40 Fliesen zu einem Rechteck anzuordnen? Nutze Teilerpaare.
- Berechne für jede dieser Möglichkeiten zuerst die Länge und Breite in Metern.
- Stelle eine kleine Tabelle auf, um die Umfänge aller möglichen Rechtecke zu vergleichen.
- Was stellst du fest, wenn du die berechneten Umfänge mit dem Wert \(15\,\text{m}\) vergleichst?
Lösung
1. Bestimmung der Seitenlänge einer Fliese in Metern: \(0{,}5\,\text{m}\).
2. Auflistung aller möglichen ganzzahligen Faktorpaare von 40 (Anzahl der Fliesen längs und quer): \((1, 40), (2, 20), (4, 10), (5, 8)\).
3. Berechnung der Seitenlängen in Metern und der zugehörigen Umfänge (\(U = 2 \cdot (a + b)\)):
- Anordnung \(1 \times 40\): Seiten \(0{,}5\,\text{m}\) und \(20\,\text{m}\) \(\rightarrow U = 2 \cdot (0{,}5 + 20) = 41\,\text{m}\).
- Anordnung \(2 \times 20\): Seiten \(1\,\text{m}\) und \(10\,\text{m}\) \(\rightarrow U = 2 \cdot (1 + 10) = 22\,\text{m}\).
- Anordnung \(4 \times 10\): Seiten \(2\,\text{m}\) und \(5\,\text{m}\) \(\rightarrow U = 2 \cdot (2 + 5) = 14\,\text{m}\).
- Anordnung \(5 \times 8\): Seiten \(2{,}5\,\text{m}\) und \(4\,\text{m}\) \(\rightarrow U = 2 \cdot (2{,}5 + 4) = 13\,\text{m}\).
4. Vergleich mit dem Zielwert: Keiner der berechneten Umfänge (\(41\,\text{m}, 22\,\text{m}, 14\,\text{m}, 13\,\text{m}\)) ist gleich \(15\,\text{m}\).
5. Fazit: Es ist nicht möglich, einen Umfang von genau \(15\,\text{m}\) zu erreichen.
Antwort
Es ist nicht möglich. Die möglichen Umfänge bei der Verwendung von 40 Fliesen sind \(41\,\text{m}\), \(22\,\text{m}\), \(14\,\text{m}\) und \(13\,\text{m}\). Der Wert \(15\,\text{m}\) kommt in dieser Liste nicht vor.