Oberfläche einer Pyramide berechnen

Oberfläche einer Pyramide berechnen
Oberfläche einer Pyramide berechnen
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Die Oberfläche einer quadratischen Pyramide besteht aus der quadratischen Grundfläche und den vier dreieckigen Seitenflächen. Du berechnest beide Teile getrennt und addierst sie.

Deine Lernziele

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

Welche Flächen gehören zur Pyramide?

Auf dieser Seite geht es um eine Pyramide mit quadratischer Grundfläche und vier kongruenten Manteldreiecken. Kongruent bedeutet: Die vier Dreiecke sind gleich groß und gleich geformt.

Definition

Grundfläche

Die Grundfläche ist das Quadrat, auf dem die Pyramide steht. Seine Seitenlänge heißt $a$.

Definition

Mantelfläche

Die Mantelfläche besteht aus den vier dreieckigen Seitenflächen. Zusammen bilden sie den Mantel der Pyramide.

Für die Dreiecke brauchst du die Dreieckshöhe $h_D$. Sie verläuft innerhalb eines Manteldreiecks senkrecht zu dessen Grundseite $a$.

Merke

Verwechsle die Dreieckshöhe $h_D$ nicht mit der senkrechten Höhe der Pyramide. Für die Oberfläche verwendest du hier $h_D$.

Teste dich
Frage 1 von 1LeichtWelche Länge brauchst du zusammen mit $a$, um ein Manteldreieck zu berechnen?
Lösung: Die Dreieckshöhe $h_D$ — Für den Flächeninhalt eines Dreiecks brauchst du seine Grundseite und die zugehörige senkrechte Dreieckshöhe.
Wie berechnest du Grundfläche und Mantel?

Die quadratische Grundfläche hat den Flächeninhalt

$$G=a^2.$$

Ein Manteldreieck hat die Grundseite $a$ und die Höhe $h_D$. Daher gilt

$$A_D=\frac{1}{2}\cdot a\cdot h_D.$$

Weil der Mantel aus vier gleich großen Dreiecken besteht, rechnest du

$$M=4\cdot A_D=4\cdot\left(\frac{1}{2}\cdot a\cdot h_D\right).$$

Lückentext

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

Die Grundfläche ist ein . Der Mantel besteht aus gleich großen Dreiecken. Für ein Manteldreieck verwendest du die Seitenlänge $a$ und die $h_D$.

Lösungen: Lücke 1: Quadrat; Lücke 2: vier; Lücke 3: Dreieckshöhe. Berechne zuerst das Quadrat und ein Dreieck. Multipliziere die Dreiecksfläche anschließend mit vier.
Wie entsteht die Oberfläche?

Die gesamte Oberfläche $O$ ist die Summe aus Grundfläche $G$ und Mantelfläche $M$:

$$O=G+M.$$

Für die hier behandelte quadratische Pyramide folgt daraus

$$O=a^2+4\cdot\left(\frac{1}{2}\cdot a\cdot h_D\right).$$

Beispiel

Gegeben sind $a=1\,\mathrm{cm}$ und $h_D=5\,\mathrm{cm}$.

1. Grundfläche berechnen

$$G=(1\,\mathrm{cm})^2=1\,\mathrm{cm}^2$$

2. Ein Manteldreieck berechnen

$$A_D=\frac{1}{2}\cdot1\,\mathrm{cm}\cdot5\,\mathrm{cm}=2{,}5\,\mathrm{cm}^2$$

3. Vier Manteldreiecke zusammenfassen

$$M=4\cdot2{,}5\,\mathrm{cm}^2=10\,\mathrm{cm}^2$$

4. Grundfläche und Mantel addieren

$$O=1\,\mathrm{cm}^2+10\,\mathrm{cm}^2=11\,\mathrm{cm}^2$$

Die Pyramide hat eine Oberfläche von $11\,\mathrm{cm}^2$.

Teste dich
Frage 1 von 1MittelFür eine Pyramide gelten $a=1\,\mathrm{cm}$ und $h_D=5\,\mathrm{cm}$. Welche Oberfläche erhältst du?
Lösung: $11\,\mathrm{cm}^2$ — Die Grundfläche misst $1\,\mathrm{cm}^2$, der Mantel $10\,\mathrm{cm}^2$. Zusammen sind es $11\,\mathrm{cm}^2$.
Kannst du das Verfahren anwenden?

Berechne die Mantelfläche einer quadratischen Pyramide mit $a=3\,\mathrm{cm}$ und $h_D=8\,\mathrm{cm}$.

Teste dich
Frage 1 von 2MittelWie groß ist die Mantelfläche?
Lösung: $48\,\mathrm{cm}^2$ — Ein Dreieck hat die Fläche $\frac{1}{2}\cdot3\cdot8=12\,\mathrm{cm}^2$. Vier Dreiecke ergeben $M=4\cdot12=48\,\mathrm{cm}^2$.
Frage 2 von 2SchwerEine Pyramide ist unten offen. Welche Fläche musst du für das Material berechnen?
Lösung: Nur die Mantelfläche — Bei einer unten offenen Pyramide wird kein Material für die Grundfläche benötigt. Deshalb zählt nur der Mantel.
Merke

Prüfe vor jeder Rechnung die Situation: Sind alle Flächen vorhanden, rechnest du $O=G+M$. Fehlt die Grundfläche, brauchst du nur $M$.

Karteikasten
Karteikasten

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

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Oberfläche der quadratischen Pyramide
    • Grundfläche: $G=a^2$
    • Manteldreieck: $A_D=\frac{1}{2}\cdot a\cdot h_D$
    • Mantelfläche: $M=4\cdot A_D$
    • Gesamtfläche: $O=G+M$
    • Prüfen: Grundfläche vorhanden oder offen?
Abschluss-Check
Teste dich
Frage 1 von 3LeichtWoraus besteht die Oberfläche der geschlossenen Pyramide?
Lösung: Aus Grundfläche und Mantelfläche — Eine Oberfläche setzt sich aus den äußeren Flächen zusammen: hier aus dem Quadrat und den vier Dreiecken.
Frage 2 von 3MittelWelche Rechnung liefert die Mantelfläche einer quadratischen Pyramide?
Lösung: $4\cdot\left(\frac{1}{2}\cdot a\cdot h_D\right)$ — Berechne ein Manteldreieck mit der Dreiecksformel und vervierfache dessen Fläche.
Frage 3 von 3SchwerEine Rechnung endet nach der Bestimmung von $M$. Wann ist das passend?
Lösung: Wenn nur der Mantel gesucht wird oder die Pyramide unten offen ist — Ob du $G$ addierst, entscheidet die Aufgabenstellung. Für die vollständige geschlossene Oberfläche gilt immer $O=G+M$.

Du bist fertig, wenn du die benötigten Flächen erkennen, getrennt berechnen und passend zur Situation zusammensetzen kannst.

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