Konstruktionen in Sachaufgaben

Constructions in word problems

Mathematik Klasse 7 16 Aufgaben
GeometrieKonstruierenModellierenMaßstab

Anwendungsaufgaben löst man über das Modell: Orte werden Punkte, die Situation wird ein Dreieck, eine Planfigur und eine Konstruktion im Maßstab liefern das Ergebnis, das man zurück in die Wirklichkeit übersetzt und auf Genauigkeit prüft. Die Station zeigt die Flussbreite aus einer Basis und zwei Peilwinkeln und wählt das passende Modell: gleich weit von drei Orten (Umkreis), gleich weit von drei Straßen (Inkreis), rechter Blickwinkel (Thaleskreis). Sie räumt aus, der Maßstab werde falsch herum gelesen oder die Zeichnung sei die Antwort. Sie bereitet Vermessungsaufgaben mit Trigonometrie vor.

Vom Text zur Zeichnung

Wie breit ist ein Fluss? Am Ufer ist die Strecke AB = 60 m abgesteckt. Ein Baum C am anderen Ufer wird von A unter α = 50° und von B unter β = 70° angepeilt. Modellieren heißt: Ufer und Baum werden Punkte, die Situation wird ein Dreieck. Nach der Planfigur zeichnest du es im Maßstab 1 : 1000. Dann entspricht 1 cm in der Zeichnung 1000 cm = 10 m in Wirklichkeit, und AB ist 6 cm lang.

Die Flussbreite ist die Höhe von C über AB. Gemessen sind etwa 5,0 cm, das sind rund 50 m. Diese Rückübersetzung mit einem Antwortsatz gehört zur Lösung. Die Genauigkeit ist begrenzt: Ein Fehler von 1 mm in der Zeichnung wären schon 1 m in Wirklichkeit.

Verändere α. Wie ändern sich die Höhe in der Zeichnung und die Flussbreite in Wirklichkeit?

Welches Modell passt?

Viele Aufgaben lassen sich auf eine Konstruktion zurückführen. Ein Brunnen soll von drei Orten gleich weit entfernt sein: Gleicher Abstand zu Punkten führt auf die Mittelsenkrechten, der Brunnen ist der Umkreismittelpunkt. Ein Kiosk soll von drei Straßen gleich weit entfernt sein: Gleicher Abstand zu Geraden führt auf die Winkelhalbierenden, der Kiosk ist der Inkreismittelpunkt. Und ein rechter Blickwinkel auf eine Strecke AB führt auf den Thaleskreis.

Prüfe am Ende das Ergebnis: Passt die Einheit? Liegt der Ort sinnvoll? Der Umkreismittelpunkt kann außerhalb des Dreiecks liegen, der Brunnen dann im Nachbarfeld, und Dörfer sind in Wirklichkeit keine Punkte.

Schalte um: Wo liegt der Brunnen, wo der Kiosk? Welche Linien legen jeweils den Punkt fest?
Leicht
Multiple Choice #1 25s ▶ Testen

Im Maßstab 1 : 1000 ist die Strecke AB in der Zeichnung 6 cm lang. Wie lang ist sie in Wirklichkeit?

  • ● 60 m
  • ○ 6 m
  • ○ 600 m
1 cm in der Zeichnung entspricht 1000 cm = 10 m in Wirklichkeit. Also sind 6 cm in der Zeichnung 6 · 10 m = 60 m in Wirklichkeit.
Wahr / Falsch #2 15s ▶ Testen

Im Maßstab 1 : 500 entspricht 1 cm in der Zeichnung 5 m in Wirklichkeit.

✓ Wahr
1 cm in der Zeichnung sind 500 cm in Wirklichkeit, und 500 cm = 5 m.
Multiple Choice #3 30s ▶ Testen

Drei Dörfer A, B und C liegen nicht auf einer Geraden. Ein gemeinsamer Brunnen soll von allen drei Dörfern gleich weit entfernt sein. Welche Konstruktion liefert seinen Standort?

  • ● Der Schnittpunkt der Mittelsenkrechten (Umkreismittelpunkt)
  • ○ Der Schnittpunkt der Winkelhalbierenden (Inkreismittelpunkt)
  • ○ Der Mittelpunkt des Thaleskreises über AB
Gleicher Abstand zu Punkten (den Dörfern) führt auf die Mittelsenkrechten. Der Standort ist der Umkreismittelpunkt des Dreiecks ABC. Winkelhalbierende liefern gleichen Abstand zu Geraden.
Multiple Choice #4 30s ▶ Testen

Drei geradlinige Straßen bilden ein Dreieck. Ein Kiosk soll von allen drei Straßen gleich weit entfernt stehen. Welche Konstruktion liefert seinen Standort?

  • ● Der Schnittpunkt der Winkelhalbierenden (Inkreismittelpunkt)
  • ○ Der Schnittpunkt der Mittelsenkrechten (Umkreismittelpunkt)
  • ○ Der Mittelpunkt des Thaleskreises über AB
Gleicher Abstand zu Geraden (den Straßen) führt auf die Winkelhalbierenden. Der Standort ist der Inkreismittelpunkt des Dreiecks.
Multiple Choice #5 30s ▶ Testen

Eine Bühne AB ist 12 m breit. Ein Fotograf soll die Bühne unter einem rechten Winkel sehen. Wo darf er stehen?

  • ● Auf dem Kreis mit dem Durchmesser AB
  • ○ Auf der Mittelsenkrechten von AB
  • ○ Auf dem Kreis um A mit dem Radius 12 m
Ein Punkt C sieht AB genau dann unter 90°, wenn er auf dem Thaleskreis über AB liegt. Die Mittelsenkrechte liefert gleiche Entfernung zu A und B, aber keinen rechten Winkel.
Multiple Choice #6 25s ▶ Testen

Im Maßstab 1 : 1000 misst du die Flussbreite in der Zeichnung zu 5,0 cm. Welcher Antwortsatz stimmt?

  • ● Der Fluss ist etwa 50 m breit.
  • ○ Der Fluss ist etwa 5 m breit.
  • ○ Der Fluss ist etwa 5000 m breit.
5,0 cm · 1000 = 5000 cm = 50 m. Die Antwort muss zurück in die Wirklichkeit übersetzt werden und die Einheit tragen; „etwa“, weil man nur auf Millimeter genau zeichnet.
Wahr / Falsch #7 15s ▶ Testen

Im Maßstab 1 : 1000 wird aus einem Messfehler von 1 mm in der Zeichnung ein Fehler von etwa 1 m in Wirklichkeit.

✓ Wahr
1 mm · 1000 = 1000 mm = 1 m. Deshalb ist eine Konstruktionsantwort nie genauer als der Zeichenfehler mal Maßstabszahl.
Mittel
Zahleneingabe #1 30s ▶ Testen

Eine Strecke ist in Wirklichkeit 45 m lang. Wie lang ist sie in einer Zeichnung im Maßstab 1 : 1000 (in cm)?

✓ Antwort: 4.5
45 m = 4500 cm. Durch 1000 geteilt ergeben sich 4,5 cm.
Zahleneingabe #2 30s ▶ Testen

Der Fotograf steht auf dem Thaleskreis über der 12 m breiten Bühne AB. Wie weit ist er von der Mitte der Bühne entfernt (in m)?

✓ Antwort: 6
Der Thaleskreis über AB hat den Radius 12 m : 2 = 6 m. Der Fotograf steht auf dem Kreis, also 6 m vom Mittelpunkt entfernt.
Zahleneingabe #3 30s ▶ Testen

Du hast die Flussbreite in einer Zeichnung im Maßstab 1 : 1000 zu 3,7 cm gemessen. Wie breit ist der Fluss in Wirklichkeit (in m)?

✓ Antwort: 37
3,7 cm · 1000 = 3700 cm = 37 m. Der Fluss ist etwa 37 m breit.
Schwer
Zahleneingabe #1 35s ▶ Testen

Zwei Bäume stehen 130 m voneinander entfernt. Du zeichnest im Maßstab 1 : 2000. Wie viele cm misst die Strecke in der Zeichnung?

✓ Antwort: 6.5
130 m = 13 000 cm. 13 000 : 2000 = 6,5 cm.
Zahleneingabe #2 25s ▶ Testen

Der Brunnen O steht im Umkreismittelpunkt der Dörfer A, B und C und ist 850 m von A entfernt. Wie weit ist er vom Dorf C entfernt (in m)?

✓ Antwort: 850
Der Umkreismittelpunkt hat von allen drei Ecken den gleichen Abstand, dem Umkreisradius: OC = OA = 850 m.
Zahleneingabe #3 25s ▶ Testen

Der Kiosk steht im Inkreismittelpunkt des Dreiecks aus den Straßen 1, 2 und 3 und ist 40 m von Straße 1 entfernt. Wie weit ist er von Straße 2 entfernt (in m)?

✓ Antwort: 40
Der Inkreismittelpunkt hat von allen drei Seiten (Straßen) den gleichen Abstand, dem Inkreisradius: 40 m.
KI-bewertete Rechnung #4 240s ▶ Testen

Die Dörfer A, B und C liegen so, dass AB = 6 km, BC = 5 km und CA = 4 km ist. Ein Brunnen soll von allen drei Dörfern gleich weit entfernt sein. Lege einen Maßstab fest (z. B. 1 cm ≙ 1 km), zeichne eine Planfigur und die Konstruktion, bestimme den Standort und gib die Entfernung des Brunnens zu den Dörfern in km an. Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Modell: Dörfer sind Punkte, das Dreieck ABC mit 6/5/4 cm im Maßstab 1 cm ≙ 1 km. Gleicher Abstand zu Punkten: Mittelsenkrechten von AB und BC, Schnittpunkt O ist der Brunnen (Umkreismittelpunkt). Radius OA = OB = OC in der Zeichnung gemessen ≈ 3,0 cm, in Wirklichkeit ≈ 3,0 km. Antwortsatz mit Einheit.
Der Brunnen ist der Umkreismittelpunkt. Sein Abstand zu den Dörfern ist der Umkreisradius, hier etwa 3,0 km (Zeichenungenauigkeit: 1 mm entspricht 100 m).
Zahleneingabe #5 35s ▶ Testen

Ein Mast wird im Maßstab 1 : 250 gezeichnet. In der Zeichnung ist er 8,4 cm hoch. Wie hoch ist der Mast in Wirklichkeit (in m)?

✓ Antwort: 21
8,4 cm · 250 = 2100 cm = 21 m.
KI-bewertete Rechnung #6 240s ▶ Testen

Am Ufer ist die Strecke AB = 80 m abgesteckt. Ein Baum C am anderen Ufer wird von A unter α = 55° und von B unter β = 65° angepeilt (Winkel zu AB). Bestimme die Flussbreite durch Konstruktion im Maßstab 1 : 1000 und schreibe einen Antwortsatz. Schreibe deine Rechnung auf Papier und fotografiere sie.

✓ Antwort: Modell: Ufer AB und Baum C bilden ein Dreieck. Maßstab 1 : 1000, also AB = 8 cm. Winkel 55° bei A und 65° bei B antragen, Schnittpunkt der freien Schenkel ist C. Höhe von C auf AB messen: etwa 6,9 cm. Wirklichkeit: 6,9 cm · 1000 = 69 m. Antwortsatz: Der Fluss ist etwa 69 m breit (Zeichengenauigkeit etwa 1 m).
Die Höhe des Dreiecks über AB ist die Flussbreite. Sie wird in der Zeichnung gemessen und mit dem Maßstab in Meter umgerechnet: etwa 69 m.