Mathematik

Verhältnisse berechnen und Mengen aufteilen

Verhältnisse berechnen und Mengen aufteilen
Verhältnisse berechnen und Mengen aufteilen
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Ein Verhältnis vergleicht Größen durch Division. Das Verhältnis von $a$ zu $b$ schreibst du als $a:b$ oder als Bruch $\frac{a}{b}$. Dabei bestimmt die genannte Reihenfolge die Bedeutung.

Auf dieser Seite lernst du, Verhältnisse zu bilden und zu kürzen. Außerdem unterscheidest du Teil-zu-Teil von Teil-zu-Ganzem und verteilst Gesamtmengen nach einem Verhältnis.

Deine Lernziele

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

Die Reihenfolge bestimmt das Verhältnis

Ein Verhältnis beantwortet immer eine genaue Frage: Welche Größe wird mit welcher anderen Größe verglichen?

Definition

Verhältnis

Das Verhältnis von $a$ zu $b$ ist der Quotient $a:b=\frac{a}{b}$. Die Zahl $b$ darf dabei nicht null sein. $a$ und $b$ heißen Glieder des Verhältnisses.

In einer Gruppe sind 12 Mädchen und 4 Jungen. Dann gilt:

  • Mädchen zu Jungen: $12:4=3:1$
  • Jungen zu Mädchen: $4:12=1:3$

Die beiden Ergebnisse beschreiben verschiedene Vergleiche. Deshalb darfst du die Reihenfolge nicht danach wählen, welche Zahl größer ist.

Merke

Schreibe die zuerst genannte Größe zuerst. $A:B$ bedeutet „$A$ zu $B$“ – nicht automatisch „größere Zahl zu kleinerer Zahl“.

Beispiel

Ein Bildschirm ist $80\,\mathrm{cm}$ breit und $45\,\mathrm{cm}$ hoch. Gesucht ist das Verhältnis Breite zu Höhe.

  1. Die verlangte Reihenfolge lautet Breite zu Höhe: $80:45$.
  2. Beide Zahlen sind durch 5 teilbar: $80:45=16:9$.
  3. Die Einheiten stimmen überein und kürzen sich.

Das Seitenverhältnis beträgt $16:9$.

Achte bei Größen mit unterschiedlichen Einheiten zuerst auf die Umrechnung. Aus $0{,}5\,\mathrm{kg}$ Mehl und $100\,\mathrm{g}$ Butter wird:

$$0{,}5\,\mathrm{kg}=500\,\mathrm{g}$$

Damit ist das Verhältnis Mehl zu Butter:

$$500:100=5:1$$

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Frage 1 von 1LeichtIn einer Kiste liegen 20 rote und 25 blaue Kugeln. Welches Verhältnis beschreibt rot zu blau vollständig gekürzt?
Lösung: $4:5$ — Beginne mit $20:25$ und teile beide Glieder durch 5. So erhältst du $4:5$.
Gleichwertige Verhältnisse erkennen

Verhältnisse funktionieren beim Kürzen und Erweitern ähnlich wie Brüche. Teilst oder multiplizierst du alle Glieder mit derselben von null verschiedenen Zahl, bleibt der Vergleich gleich.

$$15:10=3:2$$

Denn beide Glieder wurden durch 5 geteilt. Umgekehrt kannst du $3:2$ mit 4 skalieren:

$$3:2=(3\cdot4):(2\cdot4)=12:8$$

$3:2$ und $12:8$ sind gleichwertige Verhältnisse. Die konkreten Mengen sind unterschiedlich, aber der Vergleich ist derselbe.

Beispiel

Ein Getränk wird im Verhältnis Saft zu Wasser $2:3$ gemischt.

  • Eine kleine Mischung kann aus 2 Bechern Saft und 3 Bechern Wasser bestehen.
  • Mit dem Skalierungsfaktor 4 entstehen 8 Becher Saft und 12 Becher Wasser.

Kontrolle:

$$8:12=2:3$$

Beide Mengen wurden mit demselben Faktor verändert.

Ein typischer Fehler ist, nur ein Glied zu verändern. Aus $2:3$ wird durch Verdoppeln nicht $4:3$, sondern $4:6$.

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Frage 1 von 1MittelWelches Verhältnis ist zu $7:4:3$ gleichwertig, wenn alle Mengen versiebenfacht werden?
Lösung: $49:28:21$ — Multipliziere jedes Glied mit 7: $7\cdot7=49$, $4\cdot7=28$ und $3\cdot7=21$.
Teil zu Teil oder Teil zum Ganzen?

Dasselbe Beispiel kann zu verschiedenen Verhältnissen führen. Entscheidend ist, welche Größen die Frage nennt.

Von 45 Kugeln sind 20 rot und 25 blau:

  • rot zu blau: $20:25=4:5$
  • rot zu allen: $20:45=4:9$
  • blau zu allen: $25:45=5:9$

Ein Teil-zu-Teil-Verhältnis vergleicht zwei Gruppen miteinander. Ein Teil-zu-Ganzem-Verhältnis vergleicht eine Gruppe mit der Gesamtmenge.

Gut zu wissen

Bei einem Teil-zu-Teil-Verhältnis $a:b$ besteht das Ganze aus $a+b$ Verhältnisanteilen. Der erste Teil umfasst deshalb den Anteil $\frac{a}{a+b}$ des Ganzen, der zweite den Anteil $\frac{b}{a+b}$.

Aus Mädchen zu Jungen $=3:1$ folgt daher:

  • Mädchenanteil am Ganzen: $\frac{3}{3+1}=\frac34$
  • Jungenanteil am Ganzen: $\frac{1}{3+1}=\frac14$
Merke

$1:2$ bedeutet nicht, dass der erste Teil die Hälfte des Ganzen ist. Das Ganze umfasst $1+2=3$ Verhältnisanteile. Der erste Teil ist daher $\frac13$ des Ganzen.

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Frage 1 von 1MittelIn einer Gruppe gilt Mädchen zu Jungen $=3:2$. Welcher Anteil der gesamten Gruppe entfällt auf die Mädchen?
Lösung: $\frac35$ — Das Ganze besteht aus $3+2=5$ Anteilen. Drei davon gehören zur ersten Gruppe, also beträgt ihr Anteil $\frac35$.
Eine Gesamtmenge nach einem Verhältnis aufteilen

Du möchtest $10\,000\,€$ im Verhältnis $2:3$ auf zwei Gruppen verteilen. Die Zahlen 2 und 3 sind zunächst keine Eurobeträge, sondern Anzahlen gleich großer Verhältnisanteile.

Gehe in drei Schritten vor:

  1. Addiere die Verhältnisglieder.
  2. Teile die Gesamtmenge durch diese Summe. So erhältst du den Wert eines Anteils.
  3. Multipliziere den Anteilswert mit den einzelnen Verhältnisgliedern.
Beispiel

$10\,000\,€$ werden im Verhältnis $2:3$ verteilt.

1. Anzahl der Anteile:

$$2+3=5$$

2. Wert eines Anteils:

$$10\,000\,€:5=2\,000\,€$$

3. Einzelbeträge:

$$2\cdot2\,000\,€=4\,000\,€$$

$$3\cdot2\,000\,€=6\,000\,€$$

Kontrolle: $4\,000\,€+6\,000\,€=10\,000\,€$ und $4\,000:6\,000=2:3$.

Allgemein gilt für das Verhältnis $a:b$ und die Gesamtmenge $G$:

$$k=\frac{G}{a+b}$$

Dabei ist $k$ der Wert eines Verhältnisanteils. Die Einzelmengen sind dann:

$$A=a\cdot k \qquad\text{und}\qquad B=b\cdot k$$

Das Verfahren funktioniert auch mit mehr als zwei Gruppen.

Beispiel

27 Schülerinnen und Schüler werden im Verhältnis $2:3:4$ auf drei Gruppen verteilt.

$$2+3+4=9$$

$$27:9=3$$

Ein Verhältnisanteil entspricht 3 Personen. Die Gruppen enthalten daher:

$$2\cdot3=6,\qquad3\cdot3=9,\qquad4\cdot3=12$$

Kontrolle: $6+9+12=27$.

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Frage 1 von 1MittelEin $75\,\mathrm{cm}$ langes Brett wird im Verhältnis $2:1$ geteilt. Wie lang sind das erste und das zweite Stück?
Lösung: $50\,\mathrm{cm}$ und $25\,\mathrm{cm}$ — Drei Verhältnisanteile entsprechen $75\,\mathrm{cm}$. Ein Anteil ist $25\,\mathrm{cm}$ lang; daher sind die Stücke $2\cdot25=50\,\mathrm{cm}$ und $1\cdot25=25\,\mathrm{cm}$ lang.
Mit einer bekannten Einzelmenge skalieren

Manchmal kennst du das Verhältnis und eine der beiden Mengen. Dann bestimmst du den Skalierungsfaktor an der bekannten Stelle und wendest ihn auf alle Glieder an.

Beispiel

Das Verhältnis blauer zu gelben Murmeln beträgt $2:3$. Es gibt 12 gelbe Murmeln.

Das zweite Verhältnisglied 3 gehört zu den gelben Murmeln. Um von 3 auf 12 zu gelangen, multiplizierst du mit 4:

$$3\cdot4=12$$

Denselben Faktor verwendest du für die blauen Murmeln:

$$2\cdot4=8$$

Es gibt 8 blaue und 12 gelbe Murmeln. Die Kontrolle $8:12=2:3$ bestätigt das Verhältnis.

Diese Methode ist sicherer, als nur auf Schlüsselwörter zu achten: Ordne zuerst jedes Verhältnisglied eindeutig einer Größe zu. Prüfe danach, mit welchem Faktor die bekannte Menge entstanden ist.

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Frage 1 von 1SchwerEine Klasse hat das Verhältnis Jungen zu Mädchen $3:2$. Es gibt 6 Mädchen. Welche Aussage stimmt?
Lösung: Es gibt 9 Jungen und insgesamt 15 Personen. — Das zweite Glied wächst von 2 auf 6 mit dem Faktor 3. Deshalb wächst auch das erste Glied: $3\cdot3=9$. Insgesamt sind es $9+6=15$ Personen.
Typische Fehler sicher vermeiden

Reihenfolge vertauscht: Schreibe die Bezeichnungen zuerst hin, zum Beispiel „rot : blau“. Setze erst danach die Zahlen ein.

Verschiedene Einheiten verglichen: Wandle beide Größen in dieselbe Einheit um, bevor du kürzt. $0{,}5\,\mathrm{kg}:100\,\mathrm{g}$ wird zuerst zu $500\,\mathrm{g}:100\,\mathrm{g}$.

Nur ein Glied skaliert: Multipliziere oder dividiere immer alle Verhältnisglieder mit demselben Faktor.

Verhältnisglieder als fertige Mengen gelesen: Bei einer Gesamtmenge geben $2:3$ zunächst nur fünf gleich große Anteile an. Den Wert eines Anteils musst du erst berechnen.

Teil-zu-Teil mit Teil-zu-Ganzem verwechselt: Bei $3:2$ ist der erste Anteil am Ganzen $\frac35$, nicht $\frac32$.

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Frage 1 von 1SchwerEin Rezept verlangt Mehl zu Butter im Verhältnis $5:1$. Du hast $300\,\mathrm{g}$ Mehl. Welche Buttermenge erhält das Verhältnis?
Lösung: $60\,\mathrm{g}$ — Von 5 Anteilen auf $300\,\mathrm{g}$ führt der Faktor 60. Ein Butteranteil entspricht deshalb $1\cdot60\,\mathrm{g}=60\,\mathrm{g}$.
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Überlege zuerst selbst und drehe die Karte anschließend zum Prüfen um.

Alles auf einen Blick
Mindmap
  • Verhältnis
    • bilden: verlangte Reihenfolge beachten
    • kürzen: alle Glieder gleich behandeln
    • skalieren: gemeinsamen Faktor verwenden
    • unterscheiden: Teil zu Teil oder Teil zum Ganzen
    • verteilen: Anteile addieren und Gesamtmenge aufteilen
    • prüfen: Reihenfolge, Summe und Verhältnis kontrollieren
Abschluss-Check
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Frage 1 von 3LeichtWelches Verhältnis beschreibt bei 12 Mädchen und 4 Jungen die Mädchen zu allen Kindern?
Lösung: $3:4$ — Insgesamt sind es 16 Kinder. Daher gilt $12:16=3:4$.
Frage 2 von 3MittelEine Gesamtmenge von 20 wird im Verhältnis $3:7$ aufgeteilt. Welche beiden Mengen entstehen?
Lösung: 6 und 14 — Die zehn Verhältnisanteile entsprechen 20. Ein Anteil ist $20:10=2$ groß. Daher entstehen $3\cdot2=6$ und $7\cdot2=14$.
Frage 3 von 3SchwerIn einer Gruppe beträgt das Verhältnis A zu B $4:5$. Gruppe A wächst auf 20 Personen, während das Verhältnis gleich bleibt. Wie groß sind Gruppe B und die Gesamtgruppe?
Lösung: Gruppe B hat 25 Personen; insgesamt sind es 45. — Der Skalierungsfaktor ist $20:4=5$. Deshalb hat Gruppe B $5\cdot5=25$ Personen. Die Gesamtgruppe umfasst $20+25=45$ Personen.

Du kannst dein Ergebnis jeweils doppelt prüfen: Stimmen die Einzelmengen zusammen mit der Gesamtmenge überein, und ergibt ihr gekürztes Verhältnis wieder die verlangte Reihenfolge?

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