Radius berechnen und verstehen

Radius berechnen und verstehen
Radius berechnen und verstehen
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Der Radius ist die Strecke vom Mittelpunkt eines Kreises bis zu seiner Kreislinie. Er ist halb so lang wie der Durchmesser. Kennst du Durchmesser, Umfang oder Flächeninhalt, kannst du den Radius berechnen.

Deine Lernziele

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Den Radius sicher erkennen

Stell dir ein Rad vor: Der Radius führt von der Mitte gerade bis zum Rand. Bei einem idealen Kreis ist dieser Abstand in jede Richtung gleich groß.

Definition

Radius

Der Radius $r$ ist die Länge einer Strecke vom Kreismittelpunkt zu einem Punkt auf der Kreislinie.

Der Durchmesser $d$ verbindet zwei gegenüberliegende Punkte der Kreislinie und verläuft durch den Mittelpunkt. Deshalb besteht er aus zwei Radien:

$$d=2r$$

Der Umfang $U$ ist dagegen die Länge der gesamten Kreislinie. Der Flächeninhalt $A$ bezeichnet die Fläche innerhalb dieser Linie.

Merke

Mitte bis Rand: Radius. Rand durch die Mitte bis zum gegenüberliegenden Rand: Durchmesser.

Teste dich
Frage 1 von 1LeichtWelche Strecke ist ein Radius?
Lösung: Eine Strecke vom Mittelpunkt zur Kreislinie — Ein Radius endet am Mittelpunkt und an der Kreislinie. Die Strecke quer durch den ganzen Kreis ist der Durchmesser.
Den Radius messen und zeichnen

Bei einer Zeichnung misst du vom Mittelpunkt bis zur Kreislinie. Beginne genau am Mittelpunkt und lies die Länge am Rand ab.

Mit dem Zirkel zeichnest du einen Kreis mit $r=3\,\text{cm}$ so:

  1. Markiere den Mittelpunkt $M$.
  2. Stelle den Abstand zwischen Zirkelspitze und Mine mit dem Lineal auf $3\,\text{cm}$ ein.
  3. Setze die Spitze auf $M$.
  4. Halte die Einstellung fest und drehe den Zirkel einmal herum.

Die Zirkelöffnung ist der Radius. Verrutscht die Spitze oder verändert sich die Öffnung, entsteht kein maßgenauer Kreis.

Lückentext

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

Beim Zeichnen setzt du die Zirkelspitze in den . Die Zirkelöffnung entspricht dem . Bei $r=3\,\text{cm}$ ist der Durchmesser . Alle Punkte der Kreislinie haben vom Mittelpunkt den Abstand.

Lösungen: Lücke 1: Mittelpunkt; Lücke 2: Radius; Lücke 3: 6 cm; Lücke 4: gleichen. Der Mittelpunkt bleibt fest. Die eingestellte Öffnung ist der Radius; der Durchmesser ist doppelt so groß.
Aus dem Durchmesser den Radius finden

Weil $d=2r$ gilt, halbierst du den Durchmesser:

$$r=\frac{d}{2}$$

Beispiel

Gegeben ist $d=16\,\text{cm}$.

$$r=\frac{16\,\text{cm}}{2}=8\,\text{cm}$$

Der Radius beträgt $8\,\text{cm}$. Die Probe passt: $2\cdot 8\,\text{cm}=16\,\text{cm}$.

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Frage 1 von 1MittelEin Kreis hat den Durchmesser $7\,\text{cm}$. Wie groß ist sein Radius?
Lösung: $3{,}5\,\text{cm}$ — Teile den Durchmesser durch 2: $7\,\text{cm}:2=3{,}5\,\text{cm}$.
Aus Umfang oder Fläche zurückrechnen

Die Kreiszahl $\pi$ beschreibt das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser. Näherungsweise gilt $\pi\approx3{,}14$.

Radius aus dem Umfang

Für den Kreisumfang gilt $U=2\pi r$. Teile beide Seiten durch $2\pi$:

$$r=\frac{U}{2\pi}$$

Beispiel

Für $U=10\,\text{cm}$ gilt:

$$r=\frac{10\,\text{cm}}{2\pi}\approx1{,}6\,\text{cm}$$

Die Einheit bleibt eine Längeneinheit. Eine grobe Probe mit $U=2\pi r$ führt wieder zu ungefähr $10\,\text{cm}$.

Radius aus dem Flächeninhalt

Für die Kreisfläche gilt $A=\pi r^2$. Zuerst teilst du durch $\pi$, danach ziehst du die Quadratwurzel:

$$r=\sqrt{\frac{A}{\pi}}$$

Beispiel

Für $A=60\,\text{cm}^2$ gilt:

$$r=\sqrt{\frac{60\,\text{cm}^2}{\pi}}\approx4{,}4\,\text{cm}$$

Aus der quadratischen Flächeneinheit wird beim Wurzelziehen wieder die Längeneinheit Zentimeter.

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Frage 1 von 2MittelWelche Rechnung bestimmt den Radius aus $U=20\,\text{m}$?
Lösung: $20\,\text{m}:(2\pi)$ — In $U=2\pi r$ wird $r$ mit $2\pi$ multipliziert. Rückwärts teilst du daher durch $2\pi$.
Frage 2 von 2SchwerEin Kreis hat $A=25\pi\,\text{cm}^2$. Wie groß ist sein Radius?
Lösung: $5\,\text{cm}$ — Aus $25\pi=\pi r^2$ folgt $r^2=25$ und damit für eine Länge $r=5\,\text{cm}$.
Typische Fehler vermeiden

Prüfe vor jeder Rechnung, welche Größe gegeben ist:

  • Beim Durchmesser teilst du durch 2.
  • Beim Umfang teilst du durch $2\pi$.
  • Beim Flächeninhalt teilst du durch $\pi$ und ziehst anschließend die Quadratwurzel.

Achte auch auf die Einheit. Radius, Durchmesser und Umfang haben Längeneinheiten wie cm oder m. Ein Flächeninhalt hat quadratische Einheiten wie $\text{cm}^2$ oder $\text{m}^2$.

Gut zu wissen

Ein Radius ist eine Länge und daher nicht negativ. Beim Rückrechnen aus $r^2$ verwendest du für den Radius die nichtnegative Quadratwurzel.

Teste dich
Frage 1 von 1SchwerEin Ergebnis lautet „$r=4\,\text{cm}^2$“. Was zeigt sofort, dass etwas nicht stimmt?
Lösung: Ein Radius braucht eine Längeneinheit, keine Flächeneinheit. — Der Radius misst eine Strecke. Seine Einheit ist deshalb zum Beispiel cm, nicht $\text{cm}^2$.
Karteikasten
Karteikasten

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

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Radius
    • Bedeutung: Mittelpunkt bis Kreislinie
    • Zeichnen: Zirkelöffnung einstellen
    • Durchmesser: $r=d:2$
    • Umfang: $r=U:(2\pi)$
    • Fläche: $r=\sqrt{A/\pi}$
    • Einheit: immer eine Längeneinheit
Abschluss-Check
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Frage 1 von 3LeichtWelche Gleichung verbindet Radius und Durchmesser richtig?
Lösung: $d=2r$ — Eine Durchmesserstrecke setzt sich aus zwei Radien zusammen: $d=2r$.
Frage 2 von 3MittelEin runder Tisch hat den Durchmesser $1{,}2\,\text{m}$. Welchen Radius stellst du für ein maßstäbliches Modell ein?
Lösung: $0{,}6\,\text{m}$ — Halbiere den Durchmesser: $1{,}2\,\text{m}:2=0{,}6\,\text{m}$.
Frage 3 von 3SchwerZwei Kreise haben Radien von $2\,\text{cm}$ und $4\,\text{cm}$. Welche Aussage stimmt?
Lösung: Der zweite Kreis hat den doppelten Durchmesser und den vierfachen Flächeninhalt. — Der Durchmesser wächst direkt mit $r$. Die Fläche enthält $r^2$: Aus dem Faktor 2 beim Radius wird der Faktor $2^2=4$ bei der Fläche.

Du kannst den Radius nun erkennen, zeichnen und aus verschiedenen Kreisgrößen berechnen. Entscheide zuerst, welche Größe gegeben ist, wähle dann die passende Umkehrung und prüfe zum Schluss Einheit und Plausibilität.

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