Proportionalität und umgekehrte Proportionalität

Direct and Inverse Proportionality

Mathematik Klasse 6 24 Aufgaben
ProportionalitätVerhältnisseKoordinatensystem

Zwei Größen sind proportional, wenn doppelt so viel von der einen auch doppelt so viel von der anderen bedeutet; dann ist der Quotient y/x konstant — der Proportionalitätsfaktor k mit y = k · x, im Koordinatensystem eine Ursprungsgerade. Bei umgekehrter Proportionalität ist stattdessen das Produkt x · y konstant: mehr Arbeiter, weniger Tage. Bevor man mit Verhältnistabelle oder Dreisatz hochrechnet, prüft man an Tabelle und Graph, OB überhaupt Proportionalität vorliegt. Der dokumentierte Fehler, überall proportional zu rechnen (Alter, 100-m-Zeiten — die „Illusion der Linearität", van Dooren et al. 2005), wird an Gegenbeispielen entkräftet.

Doppelt so viel, doppelt so teuer

Nüsse kosten 3 € je Kilogramm. Oben liegt eine Leiter für die Menge, unten eine für den Preis. Schieb die Menge und schau, wo die Marke auf der Preis-Leiter landet. Probier die doppelte Menge, die halbe, die dreifache.

Stell 2 kg ein, dann 4 kg, dann 1 kg. Was passiert mit dem Preis, wenn du die Menge verdoppelst oder halbierst – und warum bleibt die grüne Linie senkrecht?

Beide Leitern gehen immer gleich weit mit: doppelte Menge, doppelter Preis; halbe Menge, halber Preis. Solche Größen heißen proportional. Der Chip „Preis je kg“ verrät, woran man sie erkennt: Teilt man den Preis durch die Menge, kommt immer dasselbe heraus, hier 3. Dieser feste Quotient heißt Proportionalitätsfaktor k. Mit der Menge x und dem Preis y gilt

Die Doppelleiter ist auch der Dreisatz ohne Rechnung: Von 4 kg kommst du zu 1 kg, indem du auf beiden Leitern durch 4 gehst, und von 1 kg zu jeder anderen Menge. Im Koordinatensystem liegen die Wertepaare auf einer Geraden durch den Ursprung.

Nicht alles ist proportional

Ein Kind ist mit 5 Jahren 110 cm groß. Mit 10 Jahren ist es nicht 220 cm groß. Wer überall proportional rechnet, tappt in eine bekannte Falle. Prüf deshalb zuerst, ob der Quotient wirklich gleich bleibt. Bei umgekehrter Proportionalität bleibt stattdessen das Produkt gleich: Doppelt so viele Arbeiter brauchen halb so viele Tage.

Leicht
Multiple Choice #1 25s â–¶ Testen

In welcher Tabelle ist y proportional zu x?

  • â—Ź x: 2, 4, 6 → y: 5, 10, 15
  • â—‹ x: 2, 4, 6 → y: 5, 7, 9
  • â—‹ x: 2, 4, 6 → y: 15, 10, 5
Proportional heißt y = k · x: Hier ist y ÷ x überall 2,5. In der zweiten Tabelle wächst y zwar gleichmäßig um 2 — aber „immer gleich viel dazu" ist Addition, keine Proportionalität. In der dritten wird y sogar kleiner.
Wahr / Falsch #2 15s â–¶ Testen

Eine Flasche Brause kostet 0,62 €. Peter kauft n Flaschen. Ist der Gesamtpreis proportional zur Anzahl n?

âś“ Wahr
Ja. Der Preis ist P = 0,62 · n — jede Flasche kostet gleich viel, also wächst der Preis proportional mit k = 0,62.
Wahr / Falsch #3 15s â–¶ Testen

Bei der Proportionalität y = 5 · x gehört zu x = 4 der Wert y = 20. Gehört zu x = 8 dann y = 40?

âś“ Wahr
Richtig! Verdoppelt man x (von 4 auf 8), verdoppelt sich auch y (von 20 auf 40) — das ist der Kern jeder Proportionalität.
Multiple Choice #4 20s â–¶ Testen

Liegt Proportionalität vor? x: 1, 2, 3, 4 → y: 3, 6, 9, 12

  • â—Ź Ja, mit k = 3
  • â—‹ Ja, mit k = 1/3
  • â—‹ Nein
y/x = 3/1 = 6/2 = 9/3 = 12/4 = 3. Alle Quotienten sind gleich, also y = 3x.
Wahr / Falsch #5 20s â–¶ Testen

Liegt Proportionalität vor? x: 1, 2, 3, 4 → y: 1, 4, 9, 16

âś“ Falsch
Falsch! y/x = 1, 2, 3, 4 — die Quotienten sind nicht alle gleich. Es gilt y = x², das ist keine Proportionalität.
Multiple Choice #6 15s â–¶ Testen

Wie sieht der Graph der Proportionalität y = 4 · x im Koordinatensystem aus?

  • â—Ź eine Gerade durch den Ursprung (0, 0)
  • â—‹ eine Gerade, die die y-Achse bei 4 schneidet
  • â—‹ eine Parabel
Zu x = 0 gehört y = 0 — der Graph von y = 4 · x ist eine Gerade durch den Nullpunkt. Eine Gerade, die die y-Achse bei 4 schneidet, wäre y = x + 4, keine Proportionalität.
Multiple Choice #7 25s â–¶ Testen

In welcher Tabelle ist y umgekehrt proportional zu x?

  • â—Ź x: 1, 2, 4 → y: 12, 6, 3
  • â—‹ x: 1, 2, 4 → y: 12, 24, 48
  • â—‹ x: 1, 2, 4 → y: 12, 11, 9
Umgekehrt proportional heißt: Das Produkt x · y bleibt gleich (1 · 12 = 2 · 6 = 4 · 3 = 12) — doppeltes x, halbes y. Die zweite Tabelle ist direkt proportional, und in der dritten wird y zwar kleiner, aber nicht im festen Produkt-Takt.
Wahr / Falsch #8 18s â–¶ Testen

2 Pumpen leeren ein Becken in 8 Stunden. Vera sagt: „4 Pumpen brauchen dann 16 Stunden." Stimmt das?

âś“ Falsch
Falsch! Mehr Pumpen brauchen weniger Zeit — das ist umgekehrte Proportionalität: 2 · 8 = 16, also 4 · t = 16 und t = 4 Stunden.
Multiple Choice #9 25s â–¶ Testen

5 Arbeiter brauchen 12 Tage fĂĽr eine Arbeit. Wie viele Tage brauchen 10 Arbeiter?

  • â—Ź 6 Tage
  • â—‹ 24 Tage
  • â—‹ 60 Tage
  • â—‹ 2,4 Tage
Umgekehrte Proportionalität: 5 · 12 = 60, also 10 · t = 60, t = 6 Tage.
Multiple Choice #10 15s â–¶ Testen

In einer Klasse sind 12 Mädchen und 15 Jungen. Wie lautet das Verhältnis Mädchen zu Jungen?

  • â—Ź 12 : 15
  • â—‹ 15 : 12
  • â—‹ 12 : 27
Ein Verhältnis vergleicht zwei Größen in der genannten Reihenfolge: Mädchen zu Jungen ist 12 : 15 (gekürzt 4 : 5). 15 : 12 wäre Jungen zu Mädchen, und 12 : 27 vergleicht mit der ganzen Klasse.
Multiple Choice #11 20s â–¶ Testen

Welche Zuordnung ist KEINE Proportionalität?

  • â—Ź Alter → Körpergröße
  • â—‹ Anzahl Flaschen → Gesamtpreis (gleicher StĂĽckpreis)
  • â—‹ Strecke → Zeit (bei konstanter Geschwindigkeit)
Körpergröße ist nicht proportional zum Alter: Verdoppelt man das Alter, verdoppelt sich die Größe nicht.
Multiple Choice #12 20s â–¶ Testen

Die Tabelle x: 2, 3, 6 → y: 9, 6, 3 ist umgekehrt proportional. Welche Prüfung zeigt das?

  • â—Ź Das Produkt ist ĂĽberall gleich: 2 · 9 = 3 · 6 = 6 · 3 = 18
  • â—‹ Der Quotient y Ă· x ist bei allen Paaren gleich
  • â—‹ Die Summe x + y ist bei allen Paaren gleich
Umgekehrte Proportionalität prüft man am Produkt x · y = k (hier 18). Der Quotient wäre der Test für direkte Proportionalität — hier ist er 4,5, dann 2, dann 0,5. Und die Summen 11, 9, 9 sind auch nicht gleich.
Mittel
LĂĽckentext #1 10s â–¶ Testen

Bei einer Proportionalität y = k · x heißt k der ___.

✓ Antwort: Proportionalitätsfaktor
Die feste Zahl k, die x und y verbindet, heißt Proportionalitätsfaktor.
Zahleneingabe #2 15s â–¶ Testen

Bei Proportionalität gilt y = 2,5 · x. Wie groß ist y, wenn x = 8?

âś“ Antwort: 20
y = 2,5 · 8 = 20.
Zahleneingabe #3 15s â–¶ Testen

y ist proportional zu x mit k = 7. Welches x gehört zu y = 42?

âś“ Antwort: 6
42 = 7 · x, also x = 42 ÷ 7 = 6.
Zahleneingabe #4 25s â–¶ Testen

Ein Auto fährt mit v = 80 km/h und braucht t = 3 h. Wie lange braucht es mit v = 120 km/h (in h)?

âś“ Antwort: 2
s = v · t = 80 · 3 = 240 km. Mit 120 km/h: t = 240 ÷ 120 = 2 h.
LĂĽckentext #5 20s â–¶ Testen

3 : 5 = 12 : ___

âś“ Antwort: 20
3/5 = 12/x → x = 12 · 5/3 = 20.
Wahr / Falsch #6 18s â–¶ Testen

Kupfer hat die Dichte 8,9 g/cm³, es gilt also m = 8,9 · V. Ist die Masse eines Kupferkörpers proportional zu seinem Volumen?

âś“ Wahr
Ja. m = 8,9 · V hat genau die Form y = k · x — doppeltes Volumen bedeutet doppelte Masse, mit k = 8,9 g/cm³.
LĂĽckentext #7 15s â–¶ Testen

Wenn y proportional zu x ist, dann ist auch x proportional zu ___.

âś“ Antwort: y
Proportionalität ist symmetrisch: y ~ x ⟹ x ~ y.
Schwer
Zahleneingabe #1 25s â–¶ Testen

Im Verhältnis 2 : 3 sollen 50 Bonbons aufgeteilt werden. Wie viele bekommt der erste?

âś“ Antwort: 20
Gesamtteile: 2 + 3 = 5. Erster: 50 · 2/5 = 20 Bonbons.
Zahleneingabe #2 25s â–¶ Testen

2,5 kg Äpfel kosten 3,75 €. Wie viel kosten 4 kg (bei Proportionalität)?

âś“ Antwort: 6
k = 3,75 ÷ 2,5 = 1,50 €/kg. Preis für 4 kg: 1,50 · 4 = 6,00 €.
Zahleneingabe #3 30s â–¶ Testen

Auf einer Karte im MaĂźstab 1 : 50000 ist eine Strecke 4,6 cm lang. Wie lang ist die wirkliche Strecke in km?

âś“ Antwort: 2.3
4,6 cm · 50000 = 230000 cm = 2300 m = 2,3 km.
Wahr / Falsch #4 30s â–¶ Testen

Ein Taxi kostet 4 € Grundgebühr und 2 € je Kilometer. 3 km kosten 10 €. Kosten 6 km dann 20 €?

âś“ Falsch
Nein: 4 € + 6 · 2 € = 16 €. Wegen der Grundgebühr ist der Preis nicht proportional zur Strecke; doppelt so weit heißt nicht doppelt so teuer.
Zahleneingabe #5 30s â–¶ Testen

Eine Pizza wird an 4 Kinder verteilt; jedes bekommt 3 StĂĽcke. Wie viele StĂĽcke bekommt jedes, wenn 6 Kinder teilen?

âś“ Antwort: 2
4 · 3 = 12 Stücke. 12 : 6 = 2 Stücke. Mehr Kinder, weniger Stücke für jedes: umgekehrt proportional.