Geben Sie von Radius, Durchmesser, Umfang und Flächeninhalt nur einen bekannten Wert ein. Die anderen drei werden gemeinsam berechnet.
Inhaltsverzeichnis
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Was Sie auf dieser Seite tun können
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Wofür ist diese Berechnung nützlich?
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Anleitung
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Formeln und Zeichnungen
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Symbole und Begriffe
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Was Sie vorab wissen sollten
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Mit Excel berechnen
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Mit Google Tabellen berechnen
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Mit Python berechnen
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Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
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Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
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Die Vorteile von DataChef
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Verwandte Funktionen
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Alle NumberChef-Rechner
Was Sie auf dieser Seite tun können
- Geben Sie von Radius, Durchmesser, Umfang und Flächeninhalt nur einen bekannten Wert ein, und Sie erhalten sofort die anderen drei
- Auch das Zurückrechnen vom Umfang oder vom Flächeninhalt ist möglich, etwa „Wie groß ist der Radius eines Kreises mit einem Umfang von 100 cm?“ oder „Wie groß ist der Durchmesser eines Kreises mit einem Flächeninhalt von 100 cm²?“
- Neben dem Ergebnis als Dezimalzahl wird auch die exakte Form mit \(\pi\) angezeigt (bei einem Radius von 5: Umfang \(= 10\pi\) und Flächeninhalt \(= 25\pi\))
- Eine leicht verständliche Erklärung der Formeln sowie Formeln zum Kopieren für Excel, Google Tabellen und Python finden Sie ebenfalls auf dieser Seite
Wofür ist diese Berechnung nützlich?
Eine Pizza mit 30 cm Durchmesser hat einen Flächeninhalt von \(\pi \times 15^2 \approx 707\) cm², bei 20 cm Durchmesser sind es \(\pi \times 10^2 \approx 314\) cm². Der Durchmesser ist nur 1,5-mal so groß, die essbare Menge (der Flächeninhalt) aber \(1{,}5^2 = 2{,}25\)-mal so groß.
Ob eine große Pizza oder zwei mittlere günstiger sind, lässt sich also richtig beurteilen, wenn Sie mit der Flächenformel rechnen und nicht mit dem Durchmesser.
Den Durchmesser eines stehenden Baumes können Sie nicht direkt messen. Deshalb messen Sie mit dem Maßband den Umfang des Stammes und rechnen mit \(D = C \div \pi\) auf den Durchmesser um. Bei 100 cm Stammumfang beträgt der Durchmesser etwa 31,8 cm.
In der Forstwirtschaft gibt es dafür ein Werkzeug, das „Durchmesserband“ (auch „Pi-Band“), bei dem diese Rechnung schon in die Skala eingebaut ist (es behandelt den Stammquerschnitt als Kreis, das Ergebnis ist also eine Näherung).
Bei einem runden Beet mit 1,5 m Radius beträgt der Flächeninhalt \(\pi \times 1{,}5^2 \approx 7{,}1\) m² und der Umfang \(2\pi \times 1{,}5 \approx 9{,}4\) m.
Aus dem Flächeninhalt können Sie die nötige Menge an Erde, Dünger oder Rollrasen abschätzen, aus dem Umfang die nötige Länge an Beeteinfassung oder Steinen, noch bevor Sie einkaufen gehen.
Die beiden Kurven einer Laufbahn ergeben zusammen genau einen ganzen Kreis. Läuft man eine Bahn weiter außen (Bahnbreite etwa 1,22 m), wird die Runde um \(2\pi \times 1{,}22 \approx 7{,}7\) m länger.
Beim 400-m-Lauf liegt der Start auf den äußeren Bahnen weiter vorn, um genau diesen mit der Umfangsformel berechneten Unterschied auszugleichen (die Wettkampfregeln berücksichtigen zusätzlich, wo die Messlinie verläuft).
Ein Rohr mit 2 cm Innendurchmesser hat eine Querschnittsfläche von \(\pi \times 1^2 \approx 3{,}14\) cm², bei 4 cm Innendurchmesser sind es \(\pi \times 2^2 \approx 12{,}6\) cm², also das Vierfache.
„Verdoppelt man den Durchmesser, vervierfacht sich die Querschnittsfläche (weil quadriert wird)“ ist eine Grundregel bei der Wahl der Größe von Wasserleitungen, Lüftungskanälen und elektrischen Leitungen.
Ein Fahrradreifen mit 70 cm Außendurchmesser rollt bei einer Umdrehung um einen Umfang weiter, also \(\pi \times 0{,}7 \approx 2{,}2\) m. Bei 100 Umdrehungen sind es etwa 220 m.
Fahrradcomputer und Tachometer von Autos bestimmen Geschwindigkeit und Strecke aus dieser Beziehung „eine Umdrehung = ein Umfang“ und der Drehzahl des Rades.
Formeln und Zeichnungen
Symbole und Begriffe
Symbole
| \(R\) | er | Der Radius, die Länge vom Mittelpunkt des Kreises bis zum Rand. Deutsche Schulbücher schreiben ihn meist als kleines \(r\). |
| \(D\) | de | Der Durchmesser, die Länge von Rand zu Rand durch den Mittelpunkt, doppelt so groß wie der Radius (\(D = 2R\)). In deutschen Schulbüchern meist \(d\). |
| \(C\) | ze | Der Umfang, die Länge einmal um den Kreis herum (von „circumference“). Deutsche Schulbücher schreiben dafür \(U\). |
| \(A\) | a | Der Flächeninhalt, die Größe der Fläche innerhalb des Kreises. Sind die Längen in cm angegeben, ist der Flächeninhalt in cm². |
| \(\pi\) | pi | Die Kreiszahl Pi, die angibt, wievielmal so lang der Umfang wie der Durchmesser ist. Sie beträgt \(3{,}14159265\ldots\) und geht ohne Ende weiter. In der Schule rechnet man oft mit 3,14. |
| \(R^2\) | er zum Quadrat | Radius × Radius. Die kleine 2 oben rechts ist ein Exponent und bedeutet, dass die Zahl mit sich selbst multipliziert wird. (Beispiel: \(5^2 = 5 \times 5 = 25\)) |
| \(\sqrt{\ }\) | Wurzel | Die positive Zahl, die zum Quadrat genommen die Zahl unter dem Wurzelzeichen ergibt. (Beispiel: \(\sqrt{25} = 5\), und 5 zum Quadrat ist wieder 25) |
Begriffe
| Kreis | Die Figur aus allen Punkten einer Ebene, die von einem Punkt (dem Mittelpunkt) denselben Abstand haben. Dieser Abstand ist der Radius. |
| Radius | Die Länge vom Mittelpunkt eines Kreises bis zum Rand. Er ist der grundlegendste Wert, der die Größe eines Kreises festlegt, und jede Rechnung auf dieser Seite rechnet zuerst auf den Radius um. |
| Durchmesser | Die Länge einer Strecke, die durch den Mittelpunkt von einer Seite des Kreises zur anderen gezogen wird. Sie ist genau doppelt so lang wie der Radius. |
| Umfang | Die Länge einmal um den Kreis herum (der Kreisumfang). Bei jedem Kreis ergibt „Umfang ÷ Durchmesser“ stets die Kreiszahl (etwa 3,14). |
| Kreiszahl | Die Zahl, die angibt, wievielmal so lang der Umfang wie der Durchmesser ist (Symbol π, gesprochen „Pi“). Sie beträgt 3,14159265…, eine Dezimalzahl, die ohne Ende und ohne Wiederholung weitergeht, und es ist bewiesen, dass sie sich nicht exakt als Bruch schreiben lässt (eine irrationale Zahl). Seit Archimedes im antiken Griechenland sucht man immer genauere Werte. |
| irrationale Zahl | Eine Zahl, die sich nicht exakt als Bruch (ganze Zahl ÷ ganze Zahl) schreiben lässt. Die Kreiszahl π ist das bekannteste Beispiel; deshalb rechnet man mit einem Näherungswert wie 3,14 oder lässt π stehen. |
| Quadratwurzel | Eine Zahl, die zum Quadrat genommen die ursprüngliche Zahl ergibt (Symbol √). Man braucht sie, um vom Flächeninhalt auf den Radius zurückzurechnen. Sie wird im Mathematikunterricht der Sekundarstufe I gelernt (etwa Klasse 9). |
Was Sie vorab wissen sollten
Hier steht, was hilfreich ist, damit Sie die Berechnung dieser Seite wirklich verstehen und nicht nur den Knopf drücken.
| Kreis und Kreiszahl (Klasse 7, 12–13 Jahre) |
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| Flächeninhalt eines Kreises (Klasse 7, 12–13 Jahre) |
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| Terme mit Variablen (Klasse 6–7, 11–13 Jahre) |
|
| Quadratwurzeln (Klasse 9, 14–15 Jahre) |
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| Multiplikation und Division von Dezimalzahlen (Klasse 5–6, 10–12 Jahre) |
|
Mit Excel berechnen
| Radius R | 5 |
| Durchmesser D | =2*B1 |
| Radius R | 5 |
| Umfang C | =2*PI()*B1 |
| Radius R | 5 |
| Flächeninhalt A | =PI()*B1^2 |
| Umfang C | 100 |
| Radius R | =B1/(2*PI()) |
| Flächeninhalt A | 100 |
| Radius R | =WURZEL(B1/PI()) |
„PI()“ ist eine Funktion, die die Kreiszahl (3,14159…) liefert, „WURZEL()“ bestimmt eine Quadratwurzel, und „^2“ bedeutet „zum Quadrat“.
In der zweiten Tabelle zeigt B2 zum Beispiel etwa 31,42 (der Umfang eines Kreises mit dem Radius 5). Die vierte Tabelle zeigt etwa 15,92 und die fünfte etwa 5,64. Ersetzen Sie einfach B1 durch Ihre eigene Zahl.
Mit Google Tabellen berechnen
| Radius R | 5 |
| Durchmesser D | =2*B1 |
| Radius R | 5 |
| Umfang C | =2*PI()*B1 |
| Radius R | 5 |
| Flächeninhalt A | =PI()*B1^2 |
| Umfang C | 100 |
| Radius R | =B1/(2*PI()) |
| Flächeninhalt A | 100 |
| Radius R | =WURZEL(B1/PI()) |
Mit Python berechnen
import math
radius = 5 # Radius (den bekannten Wert eingeben)
diameter = radius * 2 # Durchmesser
circumference = 2 * math.pi * radius # Umfang
area = math.pi * radius ** 2 # Flächeninhalt
print(f"Durchmesser: {diameter}")
print(f"Umfang: {circumference}")
print(f"Flächeninhalt: {area}")
# Rückwärts gerechnet: Radius aus dem Umfang oder dem Flächeninhalt
radius_from_circumference = 100 / (2 * math.pi) # Radius eines Kreises mit dem Umfang 100
radius_from_area = math.sqrt(100 / math.pi) # Radius eines Kreises mit dem Flächeninhalt 100
print(f"Radius eines Kreises mit dem Umfang 100: {radius_from_circumference}")
print(f"Radius eines Kreises mit dem Flächeninhalt 100: {radius_from_area}")
Die Formel in LaTeX und anderen mathematischen Schreibweisen (zum Kopieren)
D = 2R
D = 2R
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mi>R</mi>
</mrow>
</math>
D = 2R
2 r
d := 2*r; # D (der Differentialoperator) ist in Maple reserviert, daher sind alle Variablen klein geschrieben
D = 2*R;
D = 2R
C = 2πR
C = 2\pi R
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>C</mi>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mi>π</mi>
<mi>R</mi>
</mrow>
</math>
C = 2 pi R
2 Pi r
C := 2*Pi*R;
C = 2*pi*R;
C = 2πR
A = πR²
A = \pi R^{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>A</mi>
<mo>=</mo>
<mi>π</mi>
<msup><mi>R</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</math>
A = pi R^2
Pi r^2
A := Pi*R^2;
A = pi*R^2;
A = πR^2
R = C ÷ (2π)
R = \dfrac{C}{2\pi}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>R</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>C</mi>
<mrow><mn>2</mn><mi>π</mi></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
R = C/(2 pi)
c/(2 Pi)
R := C/(2*Pi);
R = C/(2*pi);
R = C/(2π)
R = √(A ÷ π)
R = \sqrt{\dfrac{A}{\pi}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>R</mi>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mfrac><mi>A</mi><mi>π</mi></mfrac>
</msqrt>
</mrow>
</math>
R = sqrt(A/pi)
Sqrt[a/Pi]
R := sqrt(A/Pi);
R = sqrt(A/pi);
R = √(A/π)
Die Berechnung von ChatGPT ausführen lassen
Sie sind ein Assistent für Kreisberechnungen. Führen Sie die folgende Berechnung aus, indem Sie tatsächlich Python-Code ausführen, und stützen Sie Ihre Antwort ausschließlich auf die Zahlen aus dem Ergebnis der Ausführung (rechnen Sie nicht im Kopf und schätzen Sie nicht). 1. Bestimmen Sie Durchmesser, Umfang und Flächeninhalt eines Kreises mit einem Radius von 5 cm. 2. Bestimmen Sie den Radius eines Kreises mit einem Umfang von 100 cm. 3. Bestimmen Sie den Radius eines Kreises mit einem Flächeninhalt von 100 cm². Verwenden Sie math.pi für Pi. Zeigen Sie die verwendeten Formeln und die Zahlen aus dem Ergebnis der Ausführung (auf 2 Dezimalstellen).
Anleitung
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1Zahlen eingebenGeben Sie die Zahlen, mit denen Sie rechnen möchten, in die Eingabefelder ein
-
2BerechnenKlicken Sie auf die Schaltfläche „Berechnen“
-
3Ergebnis ablesenDas Ergebnis erscheint sofort. Auf derselben Seite finden Sie auch den Rechenweg und die Erklärung der Formel
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