Zeichne auf Karopapier alle verschiedenen Rechtecke mit ganzzahligen Seitenlängen in Zentimetern und dem Umfang \(20\,\text{cm}\). Eine Drehung zählt nicht als neues Rechteck.
Gib die Seitenlängen jedes Rechtecks an. Welches dieser Rechtecke hat den größten Flächeninhalt?
Denkanstöße
- Bei einem Rechteck erscheinen beide verschiedenen Seitenlängen jeweils zweimal am Rand.
- Gehe bei einer Seitenlänge systematisch von der kleinsten möglichen ganzen Zahl nach oben und bestimme jeweils die passende andere Seite.
- Vertauschte Seitenlängen beschreiben nur eine gedrehte Version desselben Rechtecks.
- Vergleiche anschließend, aus wie vielen Quadratzentimetern die gefundenen Rechtecke bestehen.
Lösung
1. Bei einem Rechteck kommen Länge und Breite jeweils zweimal im Umfang vor. Deshalb müssen zwei benachbarte Seiten zusammen \(10\,\text{cm}\) lang sein.
2. Mit ganzzahligen Seitenlängen ergeben sich ohne doppelte gedrehte Fälle die Paare \(1\,\text{cm}\) und \(9\,\text{cm}\), \(2\,\text{cm}\) und \(8\,\text{cm}\), \(3\,\text{cm}\) und \(7\,\text{cm}\), \(4\,\text{cm}\) und \(6\,\text{cm}\) sowie \(5\,\text{cm}\) und \(5\,\text{cm}\).
3. Die Flächeninhalte sind der Reihe nach \(9\,\text{cm}^2\), \(16\,\text{cm}^2\), \(21\,\text{cm}^2\), \(24\,\text{cm}^2\) und \(25\,\text{cm}^2\).
4. Das Quadrat mit den Seitenlängen \(5\,\text{cm}\) und \(5\,\text{cm}\) hat den größten Flächeninhalt.
Antwort
Seitenpaare: \(1\,\text{cm}\) und \(9\,\text{cm}\); \(2\,\text{cm}\) und \(8\,\text{cm}\); \(3\,\text{cm}\) und \(7\,\text{cm}\); \(4\,\text{cm}\) und \(6\,\text{cm}\); \(5\,\text{cm}\) und \(5\,\text{cm}\).
Den größten Flächeninhalt hat das Quadrat \(5\,\text{cm} \times 5\,\text{cm}\) mit \(25\,\text{cm}^2\).