Geschickt rechnen

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Warum?

Die binomischen Formeln sind nicht nur für Buchstaben da. Mit ihnen rechnest du Aufgaben wie 492 oder 21⋅19 im Kopf aus – schneller als mit dem schriftlichen Verfahren. Das hilft beim Kopfrechnen, beim Überschlagen und in der Klassenarbeit ohne Taschenrechner. Und es zeigt dir, dass die Formeln wirklich für jede Zahl gelten: Buchstaben sind nur Platzhalter.

Regel

492=(50−1)2=2500−100+1=2401

Zerlege die Zahl in eine glatte Zahl (Zehner oder Hunderter) und einen kleinen Rest. Liegt sie knapp darüber, nimmst du die 1. Formel (a+b)2, knapp darunter die 2. Formel (a−b)2. Zwei Zahlen, die gleich weit links und rechts von einem Zehner liegen, rechnest du mit der 3. Formel: 21⋅19=(20+1)(20−1) =202−12.

Mit der glatten Zahl kannst du leicht rechnen: 502=2500, 2⋅50⋅1=100, 12=1.

Merke

Das Mittelglied nicht vergessen! 492 ist nicht 2500−1=2499.

Beispiel

Rechne im Kopf: 102² und 21 · 19

Die Rechenwege für 102² und 21 · 19
Zerlegen102=100+2 → 1. Formel
Formel1002+2⋅100⋅2+22 =10000+400+4
Ergebnis1022=10404
Zerlegen21⋅19=(20+1)(20−1) → 3. Formel
Formel202−12=400−1
Ergebnis21⋅19=399

Bild

49² = 2401. 50² − zwei Streifen + Ecke zurück

492 als Fläche: Ein Quadrat mit der Seite 50, also 502=2500. Rechts und unten ist je ein Streifen 50⋅1=50 markiert (rot): Beide werden abgezogen. Die grüne Ecke 12=1 steckt in beiden Streifen, ist also doppelt abgezogen und kommt einmal zurück. Übrig bleibt das Quadrat 492: 2500−100+1=2401.

Quelle: Eigene Darstellung der Mathe-Karte. Lizenz: MIT.

Video dazu

Nur für NERDS: Kopfrechnen mit den binomischen Formeln! Lehrerschmidt · YouTube

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Übung

Übung

Welche Rechnung passt zu 49²?
Lösung
  • 49 = 50 - 1, also 50² - 2 · 50 · 1 + 1² richtige Antwort

    Das ist die 2. Formel: 2500 - 100 + 1 = 2401.

  • 49 = 50 - 1, also 50² - 1²

    Hier fehlt das Mittelglied -2 · 50 · 1 = -100. 2500 - 1 = 2499 ist zu groß.

  • 49 = 50 - 1, also 50² + 2 · 50 · 1 + 1²

    Das ist 51² = (50 + 1)². Bei (50 - 1)² ist das Mittelglied negativ.

  • 49 = 40 + 9, also 40² + 9²

    Hier fehlt das Mittelglied 2 · 40 · 9. Außerdem rechnet es sich mit 50 - 1 viel leichter.

49 = 50 - 1, also 49² = (50 - 1)² = 50² - 2 · 50 · 1 + 1² = 2500 - 100 + 1 = 2401.

Mehr dazu:

Aufgabe Nr. 1

Rechne geschickt im Kopf: 512. Welche binomische Formel hilft (1. Formel (a+b)2, 2. Formel (a−b)2 oder 3. Formel (a+b)(a−b)), und was kommt heraus?

Lösung

Es hilft die 1. Formel: 512=(50+1)2=2601

  • 51=50+1, also 512=(50+1)2 → 1. Formel
  • =502+2⋅50⋅1+12=2500+100+1
  • =2601