DYS+ Campus ist kostenlos und ohne Werbung. Projekt mit einer Spende unterstützen

Mathe

Die größte Fläche finden

Aus einem Zaun mit fester Länge baust du ein Beet. Mit einer Parabel findest du die größte mögliche Fläche.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 9
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich stelle eine Flächenfunktion auf.
  • Ich bestimme die größte Fläche mit dem Scheitelpunkt.
  • Ich gebe Maße und Fläche im Antwortsatz an.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Scheitelpunkt und Nullstellen deuten, Ausklammern und der Satz vom Nullprodukt

Du hast 20 m Zaun. Damit baust du ein rechteckiges Beet an einer Hauswand. Die Wand braucht keinen Zaun. Du zäunst nur drei Seiten ein.

Die beiden kurzen Seiten sind x lang. Für die lange Seite bleibt 20 − 2x. Die Fläche ist A(x) = x · (20 − 2x) = −2x² + 20x.

Das ist eine nach unten geöffnete Parabel. Der Scheitelpunkt ist der höchste Punkt. Die Nullstellen sind x = 0 und x = 10. Genau in der Mitte, bei x = 5, liegt der Scheitelpunkt. Dort ist A(5) = 5 · 10 = 50.

Die größte Fläche ist 50 m². Das Beet ist 5 m breit und 10 m lang.

Bei x = 5 ist die Fläche am größten.
Breite x in m123456789
Fläche A(x) in m²183242485048423218

Größtes Beet an der Hauswand

  1. Breite x, Länge 20 − 2x. Fläche A(x) = x(20 − 2x).
  2. Nullstellen: x = 0 und x = 10.
  3. Die Mitte der Nullstellen ist x = 5. Dort liegt der Scheitelpunkt.
  4. A(5) = 5 · (20 − 10) = 5 · 10 = 50.
  5. Antwort: 5 m breit, 10 m lang, größte Fläche 50 m².

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Seite x, andere Seite aus dem Zaun berechnen.

Fläche als Produkt aufschreiben.

Schau, wo die Parabel am höchsten ist.

Ein Beispiel

Beispiel

Bei einem Beet ohne Wand hast du 20 m Zaun rundherum. Die zweite Seite ist dann (20 − 2x) : 2 = 10 − x. Die Fläche ist A(x) = x · (10 − x). Bei x = 5 ist sie am größten: 25 m². Das ist ein Quadrat.

Schritt für Schritt

Wir suchen zwei Zahlen mit Summe 12 und größtem Produkt

  1. Erste Zahl x, zweite Zahl 12 − x.
  2. Produkt: P(x) = x(12 − x) = −x² + 12x.
  3. Nullstellen 0 und 12, Mitte x = 6.
  4. P(6) = 6 · 6 = 36.
  5. Die Zahlen 6 und 6 haben das größte Produkt.

Mit einem Bild erklärt

x1234567891011
Produkt1120273235363532272011

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Wie groß ist die Fläche in m² bei x = 4 m Breite? A(x) = x · (20 − 2x)

Zeig mir den ersten Schritt

Länge: 20 − 2 · 4 = 12.

Lösung ansehen

Lösung: 48

4 · 12 = 48.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Für das Beet gilt A(x) = x · (20 − 2x). Wie groß ist die größte Fläche in m²?

Zeig mir den ersten Schritt

Setze die Mitte der Nullstellen ein: x = 5.

Lösung ansehen

Lösung: 50

5 · 10 = 50 m².

Tipp: Der x-Wert des Scheitelpunkts liegt in der Mitte zwischen den Nullstellen. Das spart oft die p-q-Formel.

Merksatz: Größte oder kleinste Werte findest du am Scheitelpunkt. Stelle zuerst die Funktion auf, dann bestimme den Scheitelpunkt.

Typischer Fehler: Viele geben nur die größte Fläche an. Wird nach den Maßen gefragt? Dann rechne auch die zweite Seite aus: 20 − 2 · 5 = 10 m.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Welche Maße hat das Beet an der Hauswand mit 20 m Zaun und der größten Fläche?
Lösung ansehen

Lösung: 5 m breit, 10 m lang

Frage 2 Zwei Zahlen haben die Summe 12. Wie groß ist das größte mögliche Produkt?

Zeig mir den ersten Schritt

Die Zahlen sind x und 12 − x.

Lösung ansehen

Lösung: 36

Bei x = 6 ist 6 · 6 = 36.

Frage 3 Wie lang ist die lange Seite des Beets bei x = 6 m? Es gilt 20 − 2x.

Zeig mir den ersten Schritt

20 − 2 · 6.

Lösung ansehen

Lösung: 8

20 − 12 = 8 m.

Frage 4 Bei 20 m Zaun rundherum hat das Quadrat von allen Rechtecken die größte Fläche.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt

Geschafft

Der Scheitelpunkt einer nach unten geöffneten Parabel liefert den größten Wert. Damit findest du die größte Fläche.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Parabeln im Alltag

Kurz erklärt, 46 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

PDF, 386 KB

Übungsheft herunterladen (PDF, 386 KB)

Das Heft ist für alle kostenlos – auch wenn gerade kein Geld dafür da ist. Wer es einrichten kann, unterstützt DYS+ Campus mit einem selbst gewählten Betrag. Freiwillig unterstützen