Kehrwert verstehen und sicher berechnen

Kehrwert verstehen und sicher berechnen
Kehrwert verstehen und sicher berechnen
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Der Kehrwert einer Zahl ist die Zahl, mit der du multiplizieren musst, um $1$ zu erhalten. Für jede Zahl $x\neq 0$ ist der Kehrwert $\frac{1}{x}$. Bei einem Bruch vertauschst du dafür Zähler und Nenner. Auf dieser Seite lernst du nicht nur die Regel, sondern auch, warum sie funktioniert und wie du dein Ergebnis prüfst.

Deine Lernziele

Hake ab, was du schon kannst — und komm am Ende hierher zurück!

Was bedeutet Kehrwert?

Welche Zahl passt zu $\frac{3}{5}$, sodass das Produkt $1$ wird? Es ist $\frac{5}{3}$:

$$\frac{3}{5}\cdot\frac{5}{3}=\frac{15}{15}=1$$

Definition

Kehrwert

Der Kehrwert einer Zahl $x\neq 0$ ist $\frac{1}{x}$. Bei einem Bruch $\frac{a}{b}$ mit $a\neq 0$ und $b\neq 0$ lautet er $\frac{b}{a}$. Zahl und Kehrwert ergeben miteinander multipliziert $1$.

Der Kehrwert wird auch Kehrbruch, Reziproke oder reziproke Zahl genannt. Er ist nicht dasselbe wie die Gegenzahl: Der Kehrwert von $4$ ist $\frac14$, die Gegenzahl von $4$ ist $-4$.

Merke

Kehrwert gehört zur Multiplikation: $x\cdot\frac1x=1$. Gegenzahl gehört zur Addition: $x+(-x)=0$.

Teste dich
Frage 1 von 2LeichtWelche Zahl ist der Kehrwert von $\frac{7}{4}$?
Lösung: $\frac{4}{7}$ — $\frac{7}{4}\cdot\frac{4}{7}=1$. Daran erkennst du den Kehrwert.
Frage 2 von 2MittelWelche Aussage unterscheidet Kehrwert und Gegenzahl richtig?
Lösung: Eine Zahl mal ihren Kehrwert ergibt $1$; eine Zahl plus ihre Gegenzahl ergibt $0$. — Kehrwert und Gegenzahl machen verschiedene Rechenoperationen rückgängig: Multiplikation beziehungsweise Addition.
So bildest du Kehrwerte in jeder Darstellung

Schreibe die Zahl zuerst als Bruch. Dann vertauschst du Zähler und Nenner. Das Vorzeichen bleibt dabei erhalten.

Beispiel

Bruch:

$$-\frac{2}{7}\longrightarrow-\frac{7}{2}$$

Die Kontrolle lautet $-\frac27\cdot\left(-\frac72\right)=1$.

Ganze Zahl:

$$8=\frac81\longrightarrow\frac18$$

Gemischte Zahl:

Wandle zuerst um:

$$2\frac13=\frac73\longrightarrow\frac37$$

Dezimalzahl:

$$0{,}4=\frac25\longrightarrow\frac52=2{,}5$$

Für leichte Zahlen rechnest du im Kopf: $5=\frac51$, also ist der Kehrwert $\frac15$. Bei einer Dezimalzahl hilft oft das Umwandeln in einen gekürzten Bruch. So wird aus $0{,}125=\frac18$ sofort der Kehrwert $8$.

Am Taschenrechner kannst du die Taste 1/x verwenden oder 1 ÷ (Zahl) eingeben. Setze bei negativen Zahlen und längeren Termen Klammern. Runde erst am Ende, weil ein früh gerundeter Wert die Probe verfälschen kann.

Gut zu wissen

Die Zahlen $1$ und $-1$ sind ihre eigenen Kehrwerte: $1\cdot1=1$ und $(-1)\cdot(-1)=1$. Bei allen anderen reellen Zahlen unterscheidet sich der Kehrwert von der Ausgangszahl.

Lückentext

Wähle in jeder Lücke die passende Form und prüfe anschließend deine Antworten.

Der Kehrwert von $6$ ist . Der Kehrwert von $-\frac35$ ist . Vor dem Umdrehen wird $1\frac12$ zu . Der Kehrwert von $0{,}25$ ist {*$4$|$0{,}25$|$-4$}.

Lösungen: Lücke 1: $\frac16$; Lücke 2: $-\frac53$; Lücke 3: $\frac32$. Schreibe jede Zahl als Bruch und vertausche Zähler und Nenner. Das Minuszeichen bleibt erhalten; eine gemischte Zahl wandelst du zuerst in einen unechten Bruch um.
Warum null ausgeschlossen ist

Kann $0$ einen Kehrwert haben? Angenommen, es gäbe eine Zahl $y$ mit $0\cdot y=1$. Doch $0\cdot y$ ist für jede Zahl $y$ gleich $0$ und niemals $1$. Deshalb ist $\frac10$ nicht definiert.

Merke

Nur von einer Zahl ungleich $0$ darfst du den Kehrwert bilden. Ein Bruch mit Zähler $0$ hat daher keinen Kehrwert.

Bei $\frac05$ würde bloßes Vertauschen zu $\frac50$ führen. Dieser Ausdruck ist nicht definiert. Das zeigt, warum „einfach umdrehen“ ohne Nullprüfung keine vollständige Regel ist.

Teste dich
Frage 1 von 2LeichtWelche Zahl besitzt keinen Kehrwert?
Lösung: $0$ — Nur $0$ kann durch Multiplikation mit keiner Zahl zu $1$ werden.
Frage 2 von 2MittelFür welche Zahl $x$ darfst du in $\frac1x$ keinen Wert einsetzen?
Lösung: $x=0$ — Der Nenner eines Bruchs darf nie $0$ sein. Deshalb gilt für $\frac1x$ die Bedingung $x\neq0$.
Warum Teilen zum Multiplizieren wird

Warum gilt „Durch einen Bruch teilen heißt mit seinem Kehrwert multiplizieren“? Division fragt nach einem Faktor. Bei

$$\frac32:\frac42$$

suchen wir eine Zahl $q$, für die

$$\frac42\cdot q=\frac32$$

gilt. Multipliziere beide Seiten mit dem Kehrwert $\frac24$ des Divisors $\frac42$:

$$\frac24\cdot\frac42\cdot q=\frac24\cdot\frac32$$

Links entsteht $1\cdot q$. Deshalb ist

$$q=\frac32\cdot\frac24=\frac68=\frac34$$

Genau darum ersetzt der Kehrwert die Division durch eine Multiplikation.

Beispiel

Berechne $\frac56:\frac23$.

  1. Der Divisor $\frac23$ ist nicht $0$ und hat den Kehrwert $\frac32$.
  2. Ersetze die Division: $\frac56\cdot\frac32$.
  3. Kürze vor dem Multiplizieren: $\frac56\cdot\frac32=\frac54$.
  4. Probe: $\frac54\cdot\frac23=\frac56$. Das Produkt aus Quotient und Divisor ergibt den Dividend.

Allgemein gilt, wenn die Nenner $b,d$ und der Zähler $c$ des Divisors nicht $0$ sind:

$$\frac ab:\frac cd=\frac ab\cdot\frac dc$$

Teste dich
Frage 1 von 2MittelWelcher Term ersetzt $\frac49:\frac57$ richtig?
Lösung: $\frac49\cdot\frac75$ — Beim Dividieren bleibt der erste Bruch stehen. Nur der Divisor wird durch seinen Kehrwert ersetzt.
Frage 2 von 2SchwerMia behauptet: „$\frac34:\frac12$ muss kleiner als $\frac34$ sein, weil Division immer kleiner macht.“ Welche Bewertung stimmt?
Lösung: Die Behauptung ist falsch; $\frac34\cdot2=\frac32$, denn $\frac12$ passt anderthalbmal in $\frac34$. — Division macht nicht immer kleiner. Der Kehrwert von $\frac12$ ist $2$, daher wird hier mit $2$ multipliziert.
Reziproke Funktionen und ihr Definitionsbereich

Was passiert, wenn nicht nur eine einzelne Zahl, sondern jeder Funktionswert umgedreht wird? Aus einer Funktion $f$ entsteht die reziproke Funktion

$$r(x)=\frac1{f(x)}$$

Sie ist nur dort definiert, wo erstens $f$ selbst definiert ist und zweitens $f(x)\neq0$ gilt.

Beispiel

Für $f(x)=x-2$ lautet die reziproke Funktion

$$r(x)=\frac1{x-2}$$

Bei $x=2$ ist $f(2)=0$. Deshalb muss $x=2$ aus dem Definitionsbereich von $r$ ausgeschlossen werden.

Die grundlegende Kehrwertfunktion $k(x)=\frac1x$ hat den Definitionsbereich $x\neq0$. Positive Eingaben haben positive Kehrwerte, negative Eingaben negative. Ihr Graph ist eine Hyperbel und nähert sich den Achsen, erreicht aber weder $x=0$ noch den Funktionswert $0$.

Gut zu wissen

Die reziproke Funktion $\frac1{f(x)}$ ist nicht automatisch die Umkehrfunktion von $f$. Bei der reziproken Funktion werden Funktionswerte zu Kehrwerten. Eine Umkehrfunktion vertauscht dagegen die Rollen von Eingabe und Ausgabe.

Teste dich
Frage 1 von 2MittelWelche Zahl muss beim Term $r(x)=\frac1{x+4}$ ausgeschlossen werden?
Lösung: $x=-4$ — Löse $x+4=0$. Daraus folgt $x=-4$; dort wäre der Nenner $0$.
Frage 2 von 2SchwerEs gilt $f(x)=x^2-1$. Wo ist $\frac1{f(x)}$ nicht definiert?
Lösung: Bei $x=-1$ und $x=1$ — Löse $x^2-1=0$. Wegen $(x-1)(x+1)=0$ sind $x=1$ und $x=-1$ ausgeschlossen.
Fehler finden und Ergebnisse prüfen

Diese vier Fehler kommen besonders häufig vor:

  • Beide Brüche umdrehen: Bei einer Division bleibt der Dividend stehen; nur der Divisor wird umgedreht.
  • Minuszeichen verlieren: Der Kehrwert einer negativen Zahl bleibt negativ.
  • Gemischte Zahl direkt vertauschen: Wandle sie zuerst in einen unechten Bruch um.
  • Null übersehen: Prüfe vor jedem Umdrehen, ob die Zahl oder der Divisor $0$ ist.

Du kannst dein Ergebnis auf drei Arten prüfen:

  1. Produktprobe beim Kehrwert: Ausgangszahl mal Ergebnis muss $1$ sein.
  2. Umkehrprobe bei der Division: Quotient mal Divisor muss den Dividend ergeben.
  3. Plausibilität: Für $x\gt1$ liegt $\frac1x$ zwischen $0$ und $1$. Für $0\lt x\lt1$ ist $\frac1x\gt1$.
Beispiel

Jemand schreibt: „Der Kehrwert von $-2\frac12$ ist $\frac25$.“

Die Umwandlung lautet $-2\frac12=-\frac52$. Beim Kehrwert bleibt das Minuszeichen erhalten. Richtig ist daher $-\frac25$. Die Produktprobe bestätigt das:

$$-\frac52\cdot\left(-\frac25\right)=1$$

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Frage 1 von 2MittelWelches Ergebnis besteht die Kehrwertprobe für $0{,}2$?
Lösung: $5$, denn $0{,}2\cdot5=1$. — Eine sichere Methode ist die Bruchdarstellung: $0{,}2=\frac15$, also ist der Kehrwert $5$.
Frage 2 von 2SchwerEin Rechner zeigt für $1:3$ den gerundeten Wert $0{,}333$. Warum solltest du für weitere Rechnungen möglichst $\frac13$ oder den ungerundeten Speicherwert verwenden?
Lösung: Weil frühes Runden einen Fehler in späteren Ergebnissen vergrößern kann. — $0{,}333$ ist nur eine Näherung für $\frac13$. Exakte Brüche oder der ungerundete Rechnerwert vermeiden unnötige Rundungsfehler.
Karteikasten
Karteikasten

Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Kehrwert
    • Bedeutung: multiplikative Ergänzung zu $1$
    • Bildung: als Bruch schreiben und Zähler mit Nenner vertauschen
    • Grenze: $0$ besitzt keinen Kehrwert
    • Vorzeichen: positiv bleibt positiv, negativ bleibt negativ
    • Bruchdivision: mit dem Kehrwert des Divisors multiplizieren
    • Funktion: $\frac1{f(x)}$ nur für $f(x)\neq0$
    • Kontrolle: Produktprobe und Plausibilitätscheck
Abschluss-Check
Teste dich
Frage 1 von 4LeichtWas ist der Kehrwert von $-9$?
Lösung: $-\frac19$ — Schreibe $-9=-\frac91$ und vertausche Zähler und Nenner.
Frage 2 von 4MittelBerechne $1\frac12:\frac38$.
Lösung: $4$ — $1\frac12=\frac32$ und $\frac32\cdot\frac83=\frac{24}{6}=4$.
Frage 3 von 4MittelWelche Eingabe berechnet den Kehrwert von $-0{,}25$ am Taschenrechner eindeutig?
Lösung: $1\div(-0{,}25)$ — $1\div(-0{,}25)=-4$. Klammern halten das Minuszeichen sicher bei der Zahl.
Frage 4 von 4SchwerFür $f(x)=\frac{x}{x-3}$ soll die reziproke Funktion gebildet werden. Welche Einschränkungen gelten für $\frac1{f(x)}=\frac{x-3}{x}$?
Lösung: $x\neq3$ und $x\neq0$ — $x=3$ war schon aus dem Definitionsbereich von $f$ ausgeschlossen. Zusätzlich ist $f(0)=0$, sodass der Kehrwert dort nicht existiert. Daher gelten beide Einschränkungen.

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