Zerlegen am Quadrat — 13² = 100 + 30 + 30 + 9

Splitting the square — 13² = 100 + 30 + 30 + 9

Mathematik Klasse 5 14 Aufgaben
ArithmetikQuadratzahlen

Das Kind schneidet ein Quadrat wie 14 · 14 an der 10 in vier Stücke — das Zehnerquadrat 100, zwei Streifen 10 · 4 = 40 und das kleine Quadrat 16 — und liest 14² = 100 + 80 + 16 = 196 ab, allgemein (10 + k)² = 100 + 2 · 10k + k². Die Station räumt den Leitfehler 14² = 10² + 4² = 116 aus, die lineare Übergeneralisierung, die Matz (1980) und Malle (1993) als Kern der Fehler in der elementaren Algebra beschreiben: Am Bild fehlen dabei sichtbar die beiden Streifen. Das Zerlegen ist das Distributivgesetz am Rechteck (math.rechenausdruecke.distributivgesetz) und kehrt in Jgst. 7 als (a + b)² = a² + 2ab + b² zurück (math.binomische-formeln.quadrat-einer-summe) — dasselbe Bild mit Buchstaben. Es trägt die Abruf-Reihe 11² bis 15².

13² in vier Stücke

13² ist ein Quadrat aus 13 Reihen zu je 13 Kästchen. Zählen musst du die nicht. Schneide das Quadrat bei 10 durch, einmal waagerecht und einmal senkrecht. Dann zerfällt es in vier Stücke, die du alle kennst:

  • das Zehnerquadrat 10 · 10 = 100,
  • zwei Streifen 10 · 3 = 30, einer rechts und einer unten,
  • das kleine Quadrat 3 · 3 = 9 in der Ecke.
13 mal 13 in vier Stücke geschnitten: 100 + 30 + 30 + 9 = 169 10 · 10 = 100 30 10 · 3 = 30 9
13 · 13, an der 10 zerschnitten: 100 + 30 + 30 + 9 = 169.

Zusammen: . Die 169 ist also keine willkürliche Zahl — sie ist 100 und zwei Streifen und 9.

Wo die 109 herkommt

Mia hat gerechnet: 13 ist 10 und 3, also . Im Bild hat sie nur das Zehnerquadrat und das kleine Quadrat gezählt. Die beiden Streifen fehlen — 60 Kästchen, die genauso zum Quadrat gehören.

100 + 9 lässt zwei Streifen aus 100 9 ? ?
100 + 9 zählt nur zwei der vier Stücke. Die beiden Streifen mit 30 fehlen.

Der Fehler ist verführerisch, weil er beim Malnehmen klappt: 2 · 13 = 2 · 10 + 2 · 3. Beim Quadrieren wird aber die ganze 13 mit der ganzen 13 malgenommen — und dabei trifft die 10 auch auf die 3, zweimal.

Für jede Zahl von 11 bis 19

Derselbe Schnitt klappt bei jeder Zahl zwischen 10 und 20. Die Streifen sind immer 10 · (Einer), und es sind immer zwei:

Kurz gesagt: 100 plus zweimal zehnmal die Einerziffer plus das Quadrat der Einerziffer. In der 7. Klasse begegnet dir genau dieses Bild wieder, dann mit Buchstaben: .

Leicht
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Wie viele Kästchen hat das ganze Quadrat?

  • ● 144
  • ○ 104
  • ○ 124
100 + 20 + 20 + 4 = 144 = 12². Wer 104 sagt, hat beide Streifen vergessen (10² + 2²); 124 zählt nur einen Streifen.
Zahleneingabe #2 20s ▶ Testen

Das Bild zeigt 15², an der 10 zerschnitten. Wie viel ist 15²?

✓ Antwort: 225
100 + 50 + 50 + 25 = 225. Die beiden Streifen 10 · 5 gehören beide dazu.
Wahr / Falsch #3 15s ▶ Testen

Tom rechnet: 12² = 10² + 2² = 104.

✓ Falsch
Tom hat die beiden Streifen 10 · 2 = 20 vergessen. Richtig ist 12² = 100 + 40 + 4 = 144.
Multiple Choice #4 15s ▶ Testen

Drei Kinder rechnen 11². Welche Rechnung ist richtig?

  • ● 100 + 20 + 1
  • ○ 100 + 1
  • ○ 100 + 10 + 1
11² = 100 + 2 · 10 + 1 = 121. Bei 100 + 1 fehlen beide Streifen, bei 100 + 10 + 1 einer.
Lückentext #5 15s ▶ Testen

17² = 100 + 140 + ___

✓ Antwort: 49
In der Ecke liegt das kleine Quadrat 7 · 7 = 49. 17² = 100 + 140 + 49 = 289.
Mittel
Multiple Choice #1 20s ▶ Testen

Welche Rechnung ergibt 18²?

  • ● 100 + 160 + 64
  • ○ 100 + 64
  • ○ 100 + 80 + 64
18² = 100 + 2 · 80 + 64 = 324. 100 + 64 lässt beide Streifen weg (10² + 8²), 100 + 80 + 64 nur einen.
Multiple Choice #2 15s ▶ Testen

Wie viele Kästchen haben die beiden Streifen von 17² zusammen?

  • ● 140
  • ○ 70
  • ○ 49
Jeder Streifen ist 10 · 7 = 70, und es sind zwei — zusammen 140. 49 ist das kleine Quadrat 7 · 7 in der Ecke.
Wahr / Falsch #3 15s ▶ Testen

19² = 100 + 90 + 81

✓ Falsch
Es gibt zwei Streifen 10 · 9 = 90, nicht einen. 19² = 100 + 180 + 81 = 361.
Wahr / Falsch #4 15s ▶ Testen

15² = 100 + 100 + 25

✓ Wahr
Die beiden Streifen 10 · 5 = 50 ergeben zusammen 100. 15² = 100 + 100 + 25 = 225.
Multiple Choice #5 15s ▶ Testen

Was fehlt? 16² = 100 + ? + 36

  • ● 120
  • ○ 60
  • ○ 12
Zwei Streifen 10 · 6 = 60 sind zusammen 120. 16² = 100 + 120 + 36 = 256.
Lückentext #6 15s ▶ Testen

19² = 100 + ___ + 81

✓ Antwort: 180
Zwei Streifen 10 · 9 = 90, zusammen 180. 19² = 100 + 180 + 81 = 361.
Multiple Choice #7 20s ▶ Testen

Welche Quadratzahl ist 100 + 60 + 9?

  • ● 13²
  • ○ 16²
  • ○ 19²
Das kleine Quadrat 9 ist 3 · 3, die Streifen 60 sind 2 · 10 · 3. Also 13² = 169. 16² hätte Streifen 120 und Ecke 36, 19² Streifen 180 und Ecke 81.
KI-bewertete Rechnung #8 200s ▶ Testen

Skizziere ein Quadrat für 17² und zerschneide es bei 10. Beschrifte alle vier Stücke mit ihrer Rechnung und ihrem Wert und berechne 17². Erkläre in einem Satz, warum 10² + 7² = 149 zu wenig ist. Schreibe deine Lösung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Vier Stücke: 10 · 10 = 100, zwei Streifen 10 · 7 = 70, Eckquadrat 7 · 7 = 49. 17² = 100 + 70 + 70 + 49 = 289. 10² + 7² = 149 lässt die beiden Streifen mit zusammen 140 weg.
Beim Quadrieren trifft die 10 zweimal auf die 7 — das sind die beiden Streifen.
Schwer
Zahleneingabe #1 20s ▶ Testen

Derselbe Schnitt, diesmal bei 20: 21² = 400 + 2 · 20 + 1. Wie viel ist 21²?

✓ Antwort: 441
400 + 40 + 1 = 441. Das Zwanzigerquadrat, zwei Streifen 20 · 1 und das Eckquadrat 1 · 1.