Ein Rechteck hat einen Umfang von 16 cm. Verkürzt man eine Seite um 1 cm und verlängert die andere Seite um 1 cm, so verkleinert sich der Flächeninhalt um 5 cm². Warum?

Antwort

Um diese Aufgabe zu lösen, müssen die ursprünglichen Seitenlängen des Rechtecks bestimmt werden. Gegeben sind der Umfang und die Veränderung der Seitenlängen, die zu einer Änderung des Flächeninhalts führen. 1. **Umfang des Rechtecks:** Der Umfang \( U \) eines Rechtecks mit den Seitenlängen \( a \) und \( b \) ist gegeben durch: \[ U = 2a + 2b = 16 \, \text{cm} \] Daraus folgt: \[ a + b = 8 \, \text{cm} \] 2. **Veränderung der Seitenlängen:** Wenn die eine Seite um 1 cm verkürzt und die andere um 1 cm verlängert wird, ändern sich die Seitenlängen zu \( a-1 \) und \( b+1 \). 3. **Änderung des Flächeninhalts:** Der ursprüngliche Flächeninhalt \( A \) ist: \[ A = a \cdot b \] Der neue Flächeninhalt \( A' \) ist: \[ A' = (a-1) \cdot (b+1) \] Es ist gegeben, dass sich der Flächeninhalt um 5 cm² verkleinert: \[ A - A' = 5 \, \text{cm}^2 \] Setzen wir die Ausdrücke für \( A \) und \( A' \) ein: \[ a \cdot b - (a-1)(b+1) = 5 \] Vereinfachen wir den Ausdruck: \[ a \cdot b - (ab + b - a - 1) = 5 \] \[ a \cdot b - ab - b + a + 1 = 5 \] \[ -b + a + 1 = 5 \] \[ a - b = 4 \] 4. **Lösen des Gleichungssystems:** Nun haben wir zwei Gleichungen: \[ a + b = 8 \] \[ a - b = 4 \] Addieren wir diese beiden Gleichungen: \[ (a + b) + (a - b) = 8 + 4 \] \[ 2a = 12 \] \[ a = 6 \] Setzen wir \( a = 6 \) in die erste Gleichung ein: \[ 6 + b = 8 \] \[ b = 2 \] Die ursprünglichen Seitenlängen des Rechtecks sind also \( a = 6 \) cm und \( b = 2 \) cm.

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