Ganze Zahlen und Stellenwert
☰ Contents
Zehn Ziffern schreiben jede ganze Zahl, die es je gegeben hat. Das ist kein Zufall und keine Vereinbarung, die man leicht anders hätte treffen können — es ist eine einzige Idee, immer wieder angewandt: Der Wert einer Ziffer hängt davon ab, wo sie steht, und jede Spalte ist zehnmal so viel wert wie die rechts daneben.
Was ist der Stellenwert, und warum zählt er?
Der Stellenwert ist die Regel, dass der Wert einer Ziffer von der Spalte abhängt, in der sie steht, und jede Spalte ist zehnmal so viel wert wie die Spalte rechts von ihr. In 3,507 steht die 3 in der Tausenderspalte, also bedeutet sie 3,000; die 5 bedeutet 500; die 0 bedeutet keine Zehner; und die 7 bedeutet 7 Einer. Addiere die Teile, und die Zahl kommt zurück: 3,000 + 500 + 0 + 7 = 3,507. Das funktioniert, weil zehn Einer einen Zehner ergeben, zehn Zehner einen Hunderter und zehn Hunderter einen Tausender, also reichen zehn Ziffern, um jede ganze Zahl zu schreiben. Die Null ist der Fall, der Leute hereinlegt. Sie hält die Zehnerspalte offen, und ohne sie rutschen die 3, 5 und 7 jeweils eine Spalte nach rechts, wodurch aus 3,507 357 wird, etwa zehnmal kleiner. Um eine Zahl zu prüfen, sag sie laut Spalte für Spalte: dreitausend, fünfhundert, keine Zehner, sieben Einer.
10 − 5 = 5, das fehlt 5 bis zur Zehn
Finde, was 7 bis zur Zehn fehlt.
Kinder begegnen ihm in Etappen, und jede Etappe ist ein echter Schritt und nicht mehr vom Gleichen. Das Zählen kommt zuerst: Zählen bis zehn klärt, dass das zuletzt gesagte Wort angibt, wie viele es sind, und Eins und eins macht aus der ersten Addition ein Bild statt eines auswendig zu lernenden Fakts. Zahlen bis zwanzig schreiben ist der Ort, an dem geschriebenes Zeichen und gesprochenes Wort zusammenfinden — überraschend viel Arbeit für ein fünfjähriges Kind: vierzehn spricht die Vier zuerst und schreibt sie an zweiter Stelle.
Das Vergleichen kommt neben dem Zählen an, nicht danach. Mehr und weniger lehrt den Vergleich durch Eins-zu-eins-Zuordnen, sodass die Antwort nicht vom genauen Zählen abhängt. Und die Zahlzerlegungen — Zerlegungen der Fünf, dann Zerlegungen der Zehn — sind der kleine Vorrat an Fakten, auf den sich später alles stützt, denn die Zehn ist die Zahl, um die das ganze System gebaut ist.
Jetzt du
4 + ? = 10
5 + ? = 10
Wie wird eine Zahl größer als zehn?
Eine Zahl wird größer als zehn durch Bündeln: Zehn Einer ergeben einen Zehner, und dieser Zehner wird in einer neuen Spalte links geschrieben. Zähle 8, 9, 10, und der Einerspalte gehen die Ziffern aus, also springt sie zurück auf 0, während die Zehnerspalte 1 zeigt. Zehner und Einer zeichnet das Bündel als Stange aus zehn Würfeln, also ist 34 gleich 3 Stangen und 4 lose Würfel, und 3 × 10 + 4 = 34. Das funktioniert, weil jede Spalte nur die Ziffern 0 bis 9 fasst, und ein zehntes Teil immer eins von der nächsten Spalte wird. Eine volle Spalte trägt in die nächste über. Addiere 1 zu 99: Die Einer erreichen zehn und tragen über, das füllt die Zehner, und die tragen auch über, also ist 99 + 1 = 100. Zählen bis hundert wiederholt dieses Muster, bis es sich gewöhnlich anfühlt. Zur Probe gruppierst du die Zahl um: 100 sind zehn Zehner, und 10 × 10 = 100.
weniger als zehn Einer: die Einerziffer zählt sie, die Zehnerziffer ist 0, und 10 = 1 Zehner ist noch nicht erreicht
Lass zehn Einer fallen und zieh dann das Bündel in die Zehnerspalte
Dann geschieht es wieder, unverändert. Zehn Zehner ergeben einen Hunderter (Hunderter), zehn Hunderter einen Tausender (Der Tausenderwürfel, der den Tausender als massiven Block zeichnet, damit der Sprung vom flachen Hunderter etwas Sichtbares ist), und derselbe Zug, noch dreimal ausgeführt, erreicht die Million — das Thema von Zahlen bis zur Million.
| Millionen | Hunderttausender | Zehntausender | Tausender | Hunderter | Zehner | Einer |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 4 | 2 | 0 | 7 | 0 | 0 | 0 |
4 207 000 liest sich als vier Millionen zweihundertsiebentausend. Die Zwischenräume sind keine Dekoration — sie gruppieren die Ziffern zu Dreiergruppen, damit das Wort tausend und das Wort Million beim Vorlesen an der richtigen Stelle landen.
Jetzt du
In 81,511, welche Ziffer zählt die Zehntausender?
In 672,463, welche Ziffer zählt die Zehntausender?
Wie rundet man eine Zahl, und worauf?
Um eine Zahl zu runden, schau auf die eine Ziffer direkt nach der Stelle, die du behältst: 5 oder mehr rundet auf, 4 oder weniger lässt die behaltene Ziffer, wie sie ist, und jede Ziffer nach der behaltenen Stelle wird zu null. Um 2,650 auf den nächsten Tausender zu runden, behältst du die 2 bei den Tausendern, schaust auf die Hunderterziffer, 6, und rundest auf zu 3,000. Das funktioniert, weil 2,650 zwischen 2,000 und 3,000 liegt, und jede Zahl ab 2,500 aufwärts näher an 3,000 ist. Die Aufgabe entscheidet die Stelle: der nächste Zehner für eine schnelle Summe, ein Hunderter oder Tausender für einen großen Betrag. Eine 9, die aufrundet, trägt über. 3,960 auf den nächsten Hunderter zu runden macht aus den 9 Hundertern zehn Hunderter, die übertragen, also ist die Antwort 4,000. Zur Probe sollte die Antwort ein Vielfaches der behaltenen Stelle sein und höchstens einen halben Schritt vom Ausgangswert entfernt liegen.
L liegt in [5.35, 5.45] und W in [3.15, 3.25], die Fläche LW = 17.236 liegt also in [16.85, 17.71]: das Fehlerintervall eines Produkts ist breiter als das jeder einzelnen Seite
Zieh beide Seiten auf ihre oberen Schranken und vergleiche die Fläche mit 5.4 × 3.2
ein Wert ≥ der Mitte wird aufgerundet und einer < ihr wird abgerundet, weil die Mitte gleich weit von beiden entfernt ist
Finde die kleinste Zahl, die aufrundet
3470 auf den nächsten Hunderter die Zehnerziffer ist . 3428 auf den nächsten Hunderter die Zehnerziffer ist .
Runden auf den nächsten Zehner beginnt damit auf dem Zahlenstrahl, wo „auf- oder abrunden“ sichtbar die Frage ist, welcher Markierung man näher steht, und Runden auf Hunderter und Tausender zeigt denselben Zug, um eine Spalte nach links verschoben und sonst unverändert.
Wann nimmt man stattdessen signifikante Stellen?
Wenn die Größe der Zahl nicht im Voraus bekannt ist. Dezimalstellen zählen vom Punkt an; signifikante Stellen zählen von der ersten Ziffer an, die nicht null ist, und behalten darum denselben Anteil an Detail, ob die Zahl eine Million oder ein Tausendstel ist. Signifikante Stellen macht die Zählregel präzise, samt der führenden Nullen, die nie zählen, und der schließenden, die manchmal zählen.
Eine signifikante Stelle genügt, um fast jede Rechnung zu prüfen, bevor man ihr traut — Überschlagen mit einer signifikanten Stelle macht aus 38 × 512 in einer Sekunde 40 × 500 = 20 000, und mehr braucht es nicht, um eine Antwort zu ertappen, die als 1945 oder 194 560 herauskam. Der Ratgeber zum Überschlagen behandelt diese Gewohnheit ausführlich.
Runden hat auch einen Preis, und der lässt sich exakt angeben. Schranken und Fehlerintervalle zeigt, dass eine auf den Zentimeter genau notierte Länge von 24 cm in Wahrheit irgendwo in liegt, und Der prozentuale Fehler verwandelt diese Lücke in einen Anteil — die Form, in der sich ein Fehler an einer Brücke mit einem Fehler an einer Schraube vergleichen lässt.
Jetzt du
Runde 135 auf den nächsten Hunderter
Runde 4671 auf den nächsten Tausender
Was sind negative Zahlen?
Negative Zahlen sind die Zahlen unter null auf dem Zahlenstrahl, geschrieben mit einem Minuszeichen: −3 ist drei Schritte unter null, genau wie 3 drei Schritte darüber ist. Eine Temperatur von 2 Grad, die um 5 Grad fällt, landet bei −3, denn 2 − 5 = −3: zwei Schritte hinunter erreichen null, und drei weitere gehen darunter. Sie folgen denselben Regeln wie positive Zahlen, weil sie auf demselben Strahl liegen; nur die Richtung ist neu. Addieren bewegt sich nach rechts, Subtrahieren nach links, und das Vorzeichen sagt dir, auf welcher Seite von null du bist. Negative Zahlen drehen das Vergleichen um. Auf dem Strahl liegt −8 weiter links als −2, also ist −8 die kleinere Zahl, obwohl 8 größer ist als 2. Eine negative Zahl zu subtrahieren ist der andere Fall, und er bewegt sich nach rechts: 4 − (−2) = 6. Zur Probe zählst du die Schritte auf einem Zahlenstrahl, oder rechnest zurück: −3 + 5 = 2.
Osten mit v, t Sekunden danach: Position = v × t > 0, östlich vom Start
Stelle die Geschwindigkeit auf −4 und die Zeit auf −3 und finde den Fußgänger
Unter null führt sie dort ein, wo sie für die meisten Menschen längst wohnen: Temperatur, Stockwerke unter der Erde, geschuldetes Geld. Negative Zahlen ordnen klärt dann den einen Vergleich, der alle erwischt — −7 ist kleiner als −3, weil es weiter unten liegt, obwohl 7 mehr ist als 3.
Addieren und Subtrahieren über die Null hinweg
Addition bewegt nach rechts und Subtraktion nach links, egal auf welcher Seite der Null man startet. Addieren und Subtrahieren über die Null übt die Überquerungen: −4 + 7 = 3 heißt vier Schritte hinauf bis zur Null und drei weitere darüber hinaus.
Das Subtrahieren einer negativen Zahl ist der Zug, der einen Grund verlangt statt einer Regel, und Negative Zahlen subtrahieren gibt zwei. Der erste ist ein Muster: 5 − 1 = 4, 5 − 0 = 5, 5 − (−1) = 6, das mit jedem Schritt um eins steigt, ohne Lücke dort, wo das Vorzeichen wechselt. Der zweite ist Bedeutung: Wer eine Schuld von drei loswird, steht um drei besser da, also 5 − (−3) = 8.
Der Betrag ist das Werkzeug für die Momente, in denen nur der Abstand zählt. |−7| = 7 — wie weit von null, nicht in welche Richtung — und er ist es, der eine Toleranz einmal statt zweimal schreiben lässt.
Warum zwei Negative multipliziert ein Positives ergeben
Weil das Multiplizieren mit einer negativen Zahl die Richtung umkehrt, und wer sich zweimal umdreht, blickt wieder nach vorn. Negative Zahlen multiplizieren und dividieren zeigt dasselbe Argument als ein Muster, das sich weigert zu brechen:
3 × (−2) = −6, 2 × (−2) = −4, 1 × (−2) = −2, 0 × (−2) = 0. Jede Antwort liegt 2 über der vorigen. Diesen gleichmäßigen Anstieg beizubehalten ergibt (−1) × (−2) = 2.
Wie löst man eine Textaufgabe mit ganzen Zahlen ohne Algebra?
Viele Textaufgaben mit ganzen Zahlen haben eine bekannte Form, und für jede Form gibt es eine Methode, die ohne Buchstaben für die Unbekannten auskommt. Jede Methode ist auch eine verkleidete Gleichung, was Gleichungen aufstellen zeigt, indem es dieselbe Art Aufgabe mit einem Buchstaben schreibt. Sechs Formen decken die meisten davon ab: Lücken und Abstände, Annahme, Überschuss und Fehlbetrag, ein zweimal gewogenes Gefäß, Rückwärtsarbeiten und Elimination. Die erste sind Lücken und Abstände. Ein 60 m langer Zaun mit einem Pfosten alle 4 m, von einem Ende zum anderen, hat 60 ÷ 4 = 15 Lücken, und einen Pfosten mehr als Lücken, also 16 Pfosten. Zähle zuerst die Lücken, denn die Lücken sind es, was das Maß teilt. Eine Uhr, die 4 Sekunden braucht, um 3 Uhr zu schlagen, hat 2 Lücken zwischen ihren 3 Schlägen, also dauert jede Lücke 2 Sekunden, und 7 Uhr zu schlagen, mit 6 Lücken, dauert 12 Sekunden.
Annahme behandelt zwei gemischte Arten von Dingen. Ein Hof hat 20 Hühner und Kaninchen mit zusammen 56 Beinen. Angenommen, alle 20 wären Hühner: das sind 40 Beine, also 16 zu wenig. Jedes Kaninchen, das gegen ein Huhn eingetauscht wird, fügt 2 Beine hinzu, also gibt es 16 ÷ 2 = 8 Kaninchen und 12 Hühner. Prüfe es: 8 × 4 + 12 × 2 = 32 + 24 = 56. Überschuss und Fehlbetrag vergleicht zwei Arten des Verteilens. Gibt man jedem Kind 4 Bleistifte, bleiben 10 übrig, gibt man jedem 6, fehlen 6. Die zweite Art braucht 10 + 6 = 16 Bleistifte mehr als die erste, und jedes Kind bekommt 2 mehr, also gibt es 16 ÷ 2 = 8 Kinder und 4 × 8 + 10 = 42 Bleistifte. Prüfe: 6 × 8 = 48, das sind 6 mehr als 42.
Ein zweimal gewogenes Gefäß liefert den Inhalt durch Subtraktion. Ein voll mit Reis gefülltes Glas wiegt 1500 g, und halb voll wiegt es 900 g. Der Unterschied, 600 g, ist die Hälfte des Reises, also beträgt die volle Reismenge 1200 g, und das leere Glas wiegt 1500 − 1200 = 300 g. Rückwärtsarbeiten macht jeden Schritt in umgekehrter Reihenfolge rückgängig. Jemand nahm die Hälfte eines Kartenstapels und noch 3 mehr, und 9 blieben übrig. Bevor die 3 mehr genommen wurden, waren es 9 + 3 = 12, und diese 12 waren die Hälfte, die übrig blieb, also begann der Stapel mit 24. Prüfe vorwärts: die Hälfte von 24 ist 12, und 12 + 3 = 15 wurden genommen, sodass 24 − 15 = 9 übrig bleiben. Multiplizieren und Dividieren machen einander rückgängig ist die Idee dahinter.
Elimination vergleicht zwei Einkaufslisten, die einen Artikel gemeinsam haben. Zwei Stifte und drei Lineale kosten 13 Dollar, und zwei Stifte und ein Lineal kosten 9 Dollar. Die Stifte sind in beiden gleich, also ist der Unterschied von 4 Dollar der Preis von zwei Linealen, und ein Lineal kostet 2 Dollar. Dann kosten zwei Stifte 9 − 2 = 7 Dollar, also kostet ein Stift 3 Dollar 50 Cent. Passt kein Artikel, multipliziere zuerst eine Liste, damit er passt: Gleichzeitig durch Elimination zeigt, wie. Ein Rest muss in seiner Situation gelesen werden, wie Reste lehrt: 38 Personen in Taxis, die 4 Plätze haben, brauchen 10 Taxis, nicht 9.5 oder 9, weil die 2 übrigen Personen trotzdem mitfahren müssen.
38 = 4 × 9 + 2: 9 volle Beutel und 2 übrig, weniger als 4, also braucht ein weiterer Beutel noch 2: 2 + 2 = 4
Füge Gegenstände einzeln hinzu, bis der Rest zurückspringt
Jetzt du
x + y = 11 und x − y = 3. Löse nach x und y auf.
x + y = 10 und x − y = 4. Löse nach x und y auf.
x + y = 10 und x − y = 2. Löse nach x und y auf.
Die vier Fehler, die einen Namen verdienen
Jetzt du
−16 ÷ −4
−24 ÷ −6
- Nullen als Nichts lesen. Eine Null hält eine Spalte offen. Sie aus 4 207 000 zu streichen kürzt die Zahl nicht, es schrumpft sie um den Faktor zehntausend.
- In zwei Schritten runden. 3449 auf den nächsten Hunderter ist 3400. Erst auf 3450 und dann auf 3500 zu runden lässt eine Ziffer zweimal abstimmen.
- −7 für größer als −3 halten. Weiter weg von null ist nicht weiter oben. Vergleiche Positionen auf dem Strahl, nicht Größen mit angeklebtem Vorzeichen.
- Führende Nullen als signifikant zählen. 0.00427 hat drei signifikante Stellen, nicht fünf. Die Signifikanz beginnt bei der ersten Ziffer, die keine Null ist.
Wohin es von hier aus geht
Der Stellenwert ist das Fundament, auf dem die schriftlichen Verfahren stehen: Übertrag und Borgen sind Stellenwert in Bewegung, und der Ratgeber zu Kopf- und schriftlichen Rechenverfahren arbeitet sie durch. Die Spalten rechts der Einer weiterzuführen statt links ergibt Zehntel und Hundertstel — das Thema des Dezimalzahlen-Ratgebers und der volleren Leiter Dezimalzahlen, Prozente und Zinsen. Und die Frage, welche ganzen Zahlen welche teilen, führt zu Teiler, Vielfache und Primzahlen.
Du bist dran
Drei zum Ausprobieren — tippe, was du herausbekommst.
Was ist der 7 in 3,742 wert?
Runde 4,861 auf die nächste Hundert.
Welche ist am größten?
Fragen und Antworten
- Was ist der Stellenwert?
- Der Stellenwert ist die Regel, dass der Wert einer Ziffer davon abhängt, wo sie steht. In 3507 bedeutet die 3 dreitausend, die 5 fünfhundert und die 7 sieben Einer. Jede Spalte weiter links ist zehnmal so viel wert wie ihre Nachbarin, und darum genügen zehn Ziffern, um jede ganze Zahl zu schreiben, die je gebraucht wird - die Position trägt die Größe, die Ziffer trägt nur die Anzahl.
- Wie rundet man eine Zahl auf den nächsten Hunderter?
- Schau auf die Zehnerziffer. Fünf oder mehr hebt die Hunderterziffer an; vier oder weniger lässt sie stehen. Alles rechts davon wird zu null. Also rundet 3470 auf 3500 und 3428 auf 3400. Nur die eine Ziffer direkt nach der Stelle, die du behältst, entscheidet - Ziffern weiter hinten können sie nicht überstimmen, so groß sie auch aussehen.
- Was ist der Unterschied zwischen Dezimalstellen und signifikanten Stellen?
- Dezimalstellen zählen vom Punkt an; signifikante Stellen zählen von der ersten Ziffer an, die nicht null ist. 0.00427 hat fünf Dezimalstellen an Detail, aber nur drei signifikante Stellen. Signifikante Stellen reisen besser über Größenordnungen hinweg: 4.27 Millionen und 0.00427 sind beide auf drei signifikante Stellen angegeben, und beide behalten denselben Anteil an Genauigkeit - genau das, was eine Messung meist braucht.
- Warum macht das Subtrahieren einer negativen Zahl die Antwort größer?
- Weil Subtrahieren Wegnehmen bedeutet, und wer eine Schuld wegnimmt, steht besser da. Auf dem Zahlenstrahl bewegt Subtrahieren nach links, und ein Minuszeichen kehrt die Richtung um, also bewegt das Subtrahieren von minus drei um drei nach rechts: 5 - (-3) = 8. Dieselbe Antwort liefert das Muster 5 - 1, 5 - 0, 5 - (-1), das lückenlos 4, 5, 6 hinaufsteigt.
- Warum ergeben zwei negative Zahlen multipliziert ein Positives?
- Weil Multiplizieren mit einer negativen Zahl die Richtung umkehrt, und wer sich zweimal umdreht, blickt wieder in die Ausgangsrichtung. Beobachte das Muster in 3 x (-2) = -6, 2 x (-2) = -4, 1 x (-2) = -2, 0 x (-2) = 0: Jeder Schritt hebt die Antwort um 2. Denselben gleichmäßigen Anstieg über die Null hinaus fortzusetzen ergibt (-1) x (-2) = 2.
- Was bedeutet der Betrag einer Zahl?
- Er ist der Abstand von null, mit weggeworfener Richtung. Der Betrag von -7 ist 7, und der Betrag von 7 ist ebenfalls 7, geschrieben |-7| = 7. Er beantwortet die Frage 'wie weit', nicht 'in welche Richtung'. Darum taucht er bei Fehlern und Toleranzen auf, wo drei darunter und drei darüber gleich falsch sind.