Nachbarquadrate — von 15² zu 16² und von 20² zu 19²

Neighbouring squares — from 15² to 16² and from 20² to 19²

Mathematik Klasse 5 14 Aufgaben
ArithmetikQuadratzahlen

Das Kind leitet eine Quadratzahl aus ihrer Nachbarin ab: Das nächste Quadrat legt um das alte einen Winkel aus den beiden Nachbarzahlen, (n + 1)² = n² + n + (n + 1). Vorwärts: 16² = 225 + 15 + 16 = 256; rückwärts vom Anker 20² = 400: 19² = 400 − 20 − 19 = 361. Die Abstände zwischen den Quadratzahlen sind die ungeraden Zahlen 3, 5, 7, … Die Station räumt die Fehler aus, um 1 weiterzuzählen (16² = 226) oder nur einen Nachbarn zu addieren (16² = 241) — die Nachbaraufgabe des Einmaleins (Gaidoschik), auf die Diagonale übertragen. Sie trägt die Abruf-Reihe 16² bis 20² und bereitet das quadratische Wachstum vor (math.parabeln-und-quadratische-gleichungen.quadratisches-wachstum, Jgst. 9), dessen Zuwächse genau diese ungeraden Zahlen sind.

Ein Winkel mehr

Aus dem Quadrat 4 · 4 wird das Quadrat 5 · 5, wenn du eine Reihe und eine Spalte anlegst. Rechts kommt eine Spalte aus 4 Punkten dazu, unten eine Reihe aus 5 Punkten — zusammen ein Winkel aus 4 + 5 = 9 Punkten. Also .

Das alte Quadrat 4 · 4 ist abgesetzt. Um es herum liegt der Winkel: 4 + 5 = 9 neue Punkte.

Das klappt bei jeder Größe. Der Winkel besteht immer aus den beiden Nachbarzahlen, der alten Seite und der neuen. Von 15² = 225 aus: .

Rückwärts von 400

20² = 400 ist leicht: 2 · 2 = 4, dazu zwei Nullen. Von diesem Anker aus gehst du rückwärts und nimmst den Winkel weg — eine Reihe aus 20 und eine Spalte aus 19:

20 mal 20 ist 19 mal 19 und ein Winkel aus 20 + 19 Kästchen 19 · 19
20 · 20 ist 19 · 19 und ein Winkel aus 20 + 19 Kästchen.

 und weiter 

Achtung: Wer nur um 1 weiterzählt (16² = 226) oder nur einen Nachbarn nimmt (16² = 241), verliert einen Teil des Winkels.

Die Abstände sind die ungeraden Zahlen

Schau dir die Winkel der Reihe nach an: 1 + 2 = 3, 2 + 3 = 5, 3 + 4 = 7, … Zwei Nachbarzahlen ergeben immer eine ungerade Zahl. Darum springen die Quadratzahlen in den Schritten 3, 5, 7, 9, 11, …

Von Quadratzahl zu Quadratzahl: +3, +5, +7, +9, +11149162536+3+5+7+9+11
Von Quadratzahl zu Quadratzahl wird der Sprung jedes Mal um 2 größer.

Umgekehrt ist jede Quadratzahl eine Summe ungerader Zahlen: 1 + 3 + 5 = 9 = 3². Dass die Sprünge immer größer werden, nennt man später quadratisches Wachstum.

Leicht
Multiple Choice #1 15s ▶ Testen

Aus dem Quadrat 6 · 6 wird 7 · 7. Wie viele Punkte kommen dazu?

  • ● 13
  • ○ 7
  • ○ 1
Der Winkel besteht aus einer Spalte mit 6 und einer Reihe mit 7 Punkten, 6 + 7 = 13. Also 7² = 36 + 13 = 49. Nur 7 dazu wäre ein halber Winkel, 1 dazu nur ein Punkt.
Lückentext #2 15s ▶ Testen

11² = 121, also 12² = 121 + 11 + 12 = ___

✓ Antwort: 144
Der Winkel um das 11er-Quadrat hat 11 + 12 = 23 Punkte. 121 + 23 = 144.
Multiple Choice #3 15s ▶ Testen

Welche Rechnung führt von 16² = 256 zu 17²?

  • ● 256 + 16 + 17
  • ○ 256 + 17
  • ○ 256 + 1
Der Winkel besteht aus beiden Nachbarzahlen, 16 und 17. 17² = 256 + 33 = 289.
Wahr / Falsch #4 15s ▶ Testen

Ben rechnet: 13² = 12² + 1 = 145.

✓ Falsch
Von 12² zu 13² kommt ein ganzer Winkel dazu, 12 + 13 = 25, nicht 1. 13² = 144 + 25 = 169.
Multiple Choice #5 15s ▶ Testen

Vom Anker 10² = 100 rückwärts: Wie viel ist 9²?

  • ● 81
  • ○ 99
  • ○ 90
Man nimmt den Winkel aus 10 und 9 weg, 100 − 10 − 9 = 81. 99 zieht nur 1 ab, 90 nur die 10.
Lückentext #6 12s ▶ Testen

Sprünge zwischen den Quadratzahlen: 3, 5, 7, 9, 11, ___

✓ Antwort: 13
Jeder Sprung ist die Summe zweier Nachbarzahlen und damit 2 größer als der vorige — 6 + 7 = 13 führt von 36 zu 49.
Mittel
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

17² = 289. Wie viel ist 18²?

  • ● 324
  • ○ 290
  • ○ 307
18² = 289 + 17 + 18 = 324. 290 zählt nur um 1 weiter, 307 nimmt nur einen Nachbarn (289 + 18).
Zahleneingabe #2 25s ▶ Testen

Von 15² = 225 aus zwei Schritte vorwärts: Wie viel ist 17²?

✓ Antwort: 289
16² = 225 + 15 + 16 = 256, dann 17² = 256 + 16 + 17 = 289.
Zahleneingabe #3 20s ▶ Testen

18² = 324. Wie viel ist 17²?

✓ Antwort: 289
Rückwärts fällt der Winkel aus 18 und 17 weg, 324 − 18 − 17 = 289.
Wahr / Falsch #4 15s ▶ Testen

Lea rechnet: 15² = 256 − 16 − 15 = 225.

✓ Wahr
Richtig. Von 16² = 256 rückwärts fällt der Winkel aus 16 und 15 weg, 256 − 31 = 225.
Multiple Choice #5 15s ▶ Testen

Um wie viel ist 14² größer als 13²?

  • ● 27
  • ○ 1
  • ○ 14
Der Abstand ist der Winkel 13 + 14 = 27 (196 − 169 = 27). Nicht 1 und nicht 14 — die beiden Quadrate unterscheiden sich um eine Spalte und eine Reihe.
Wahr / Falsch #6 15s ▶ Testen

1 + 3 + 5 + 7 = 4²

✓ Wahr
1 + 3 + 5 + 7 = 16 = 4². Jede ungerade Zahl ist ein Winkel, und vier Winkel legen das Quadrat 4 · 4.
KI-bewertete Rechnung #7 200s ▶ Testen

Berechne 16² und 17² vorwärts von 15² = 225 aus. Berechne dann 19² und 18² rückwärts von 20² = 400 aus. Schreibe zu jedem Schritt die Rechnung mit den beiden Nachbarzahlen auf. Schreibe deine Lösung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: 16² = 225 + 15 + 16 = 256; 17² = 256 + 16 + 17 = 289; 19² = 400 − 20 − 19 = 361; 18² = 361 − 19 − 18 = 324.
Jeder Schritt legt einen Winkel aus den beiden Nachbarzahlen an oder nimmt ihn weg.
Schwer
Zahleneingabe #1 25s ▶ Testen

Ein quadratischer Platz aus 30 · 30 = 900 Platten wird auf 31 · 31 Platten vergrößert. Wie viele Platten kommen dazu?

✓ Antwort: 61
Der neue Winkel hat 30 + 31 = 61 Platten. 31² = 900 + 61 = 961.