Arithmetik / Zahlen
Natürliche Zahlen darstellen und ordnen
Große Zahlen lesen, schreiben, am Zahlenstrahl darstellen und sicher vergleichen.
Benötigte Grundlagen
Diese Themen kommen in diesem Kapitel vor und wurden vorher schon erklärt. Wenn dir eines davon unsicher vorkommt, frisch es kurz auf, sonst leg direkt los.
Einführung
Wie viele Menschen leben in Deutschland? Ungefähr , vierundachtzig Millionen! Solche riesigen Zahlen begegnen dir ständig: bei Einwohnerzahlen, Entfernungen im Weltall oder Klickzahlen im Internet. In diesem Kapitel lernst du, wie unser Zahlensystem aufgebaut ist, wie du auch die größten Zahlen sicher liest und schreibst, und wie du Zahlen blitzschnell vergleichst.
Das kannst du nach diesem Kapitel
natürliche Zahlen bis 1 Billion lesen und schreiben, mit Ziffern und als Zahlwort.
Zahlen in die Stellenwerttafel eintragen und daraus ablesen.
Zahlen auf dem Zahlenstrahl darstellen und ablesen.
Zahlen ordnen und vergleichen mit den Zeichen , und .
große Zahlen kurz mit Zehnerpotenzen schreiben (z. B. für eine Million).
Womit wir zählen
Die Zahlen heißen natürliche Zahlen. Mit ihnen zählst du Dinge: Äpfel, Menschen, Sterne.
Jede natürliche Zahl hat einen Nachfolger. Das ist einfach die nächste Zahl. Der Nachfolger von ist . Und (fast) jede Zahl hat einen Vorgänger, die Zahl davor: der Vorgänger von ist . Nur die hat keinen Vorgänger, kleiner geht es bei den natürlichen Zahlen nicht.
Warum es keine größte Zahl gibt
Diesen Satz hörst du oft. Aber warum stimmt er eigentlich?
Stell dir vor, jemand behauptet: „ ist die größte Zahl." Dann kannst du sofort widersprechen, du rechnest einfach und hast eine größere.
Und genau das funktioniert immer: Welche Zahl dir auch genannt wird, du zählst eins weiter und bist darüber. Es kann also gar keine größte geben.
Merke dir den Gedanken: Nicht „das ist eben so", sondern du kannst zu jeder Zahl den Nachfolger bilden, und deshalb hört das Zählen nie auf.
Warum wir bündeln, und warum in Zehnern
Bevor es um große Zahlen geht, schauen wir uns an, wie unser Zahlensystem überhaupt entstanden ist. Denn es ist eine Erfindung, und eine ziemlich clevere.
Das Problem: Strichlisten werden unübersichtlich
Stell dir vor, du zählst die Autos, die an der Schule vorbeifahren, und machst für jedes einen Strich:
Wie viele sind das? Du müsstest jeden Strich einzeln nachzählen, und dich dabei fast sicher verzählen.
Die Lösung: bündeln
Deshalb macht man es anders: Immer wenn zehn Striche zusammengekommen sind, fasst du sie zu einem Bündel zusammen. Statt zehn einzelner Striche merkst du dir dann nur noch: „ein Bündel".
Aus den Strichen oben werden so: 2 Bündel und 5 einzelne Striche.
Und wenn du sehr lange zählst, hast du irgendwann zehn Bündel, die fasst du wieder zusammen, zu einem großen Bündel. Zehn große Bündel ergeben ein noch größeres, und so weiter.
Diese Bündel haben Namen, die du längst kennst:
- ein Bündel aus Einern ein Zehner
- ein Bündel aus Zehnern ein Hunderter
- ein Bündel aus Hundertern ein Tausender
Warum ausgerechnet zehn?
Man hätte auch zu Fünfern oder Zwölfern bündeln können, mathematisch geht das genauso gut. Dass wir Zehner nehmen, hat einen ganz einfachen Grund: Wir haben zehn Finger. An ihnen haben Menschen zuerst gezählt.
Weil in unserem System immer zu zehn gebündelt wird, heißt es Zehnersystem.
Vom Strichezählen zum Bündeln
Links die Striche aus dem Text, beim Nachzählen verzählt man sich fast sicher. Rechts dieselben Striche gebündelt: Immer zehn zusammen ergeben einen Zehner, übrig bleiben einzelne. Die Farben zeigen, wo die beiden Ziffern der herkommen: Bündel, Einzelne.
Prüfe dich: Warum bündeln wir beim Zählen überhaupt?
Weil man viele einzelne Striche nicht sicher erfassen kann, ohne sie einzeln nachzuzählen.
Fasst man je zehn zu einem Bündel zusammen, muss man nur noch Bündel und Reste zählen, bei Strichen also „2 Bündel und 5 einzelne" statt fünfundzwanzigmal zu zählen.
Probe an einer neuen Zahl: Bei Strichen sind es Bündel und einzelne, genau das schreibst du als .
Nur zehn Ziffern, und trotzdem jede Zahl
Zum Schreiben brauchst du nur zehn Ziffern: bis . Wie kommst du damit auf riesige Zahlen wie Millionen?
Der Trick ist das Bündeln aus dem letzten Abschnitt. Man muss die Bündel nur geschickt aufschreiben.
Die Stelle verrät die Bündelgröße
Statt „2 Zehner und 5 Einer" zu schreiben, schreibt man die Anzahlen einfach nebeneinander: . Man muss dann nur noch wissen, welche Stelle für welche Bündelgröße steht, und die Reihenfolge ist immer dieselbe: ganz rechts die Einer, dann die Zehner, dann die Hunderter …
Dadurch ist dieselbe Ziffer an verschiedenen Stellen verschieden viel wert.
Schau dir die in der Zahl an: Sie steht an der Millionenstelle und ist wert. Dieselbe ganz rechts, an der Einerstelle, wäre nur wert.
Warum ist jede Stelle genau zehnmal so viel wert wie ihre rechte Nachbarin? Weil du zum Bündeln immer zehn Stück zusammengefasst hast: Ein Zehner ist zehn Einer, ein Hunderter ist zehn Zehner.
Diese Idee heißt Stellenwertsystem. Genau deshalb reichen zehn Ziffern für jede noch so große Zahl.
Wofür die Null gebraucht wird
Jetzt zeigt sich, warum die so wichtig ist. In gibt es keine Zehntausender. Ließe man die Stelle einfach weg, stünde da , und alle Ziffern links davon würden auf die falsche Stelle rutschen.
Die ist also kein „Nichts", sondern ein Platzhalter: Sie hält die Stelle frei, damit die anderen Ziffern dort stehen bleiben, wo sie hingehören.
Warum man in Dreierblöcken liest
Große Zahlen gliedert man von rechts in Dreierblöcke: .
Der Grund steckt in den Namen: Nach den Einern kommen Zehner und Hunderter. Dann beginnt mit den Tausendern ein neuer Name. Und der wiederholt sich: Tausender, Zehntausender, Hunderttausender. Dann kommt die Million. Alle drei Stellen wechselt also der Name.
Deshalb liest du blockweise: ist „3 Millionen, 407 Tausend, 256".
Prüfe dich: Warum darf man die Null nicht einfach weglassen?
Weil sie eine Stelle freihält. Fällt sie weg, rutschen alle Ziffern links davon eine Stelle nach rechts und werden dadurch zehnmal weniger wert.
Aus drei Millionen wären dreihunderttausend geworden. Die Null ist deshalb kein „Nichts", sondern ein Platzhalter.
Erkläre es selbst: Wie würdest du einem Mitschüler begründen, warum große Zahlen in Dreierblöcken gelesen werden?
Versuche es erst selbst, schreib deine Erklärung auf oder sag sie laut. Danach vergleichst du.
Eine mögliche Antwort: Nach den Einern kommen Zehner und Hunderter, dann beginnt mit den Tausendern ein neuer Name. Und der wiederholt sich: Tausender, Zehntausender, Hunderttausender. Dann kommt die Million.
Der Name wechselt also alle drei Stellen. Genau dort setzt man die Lücke, damit man beim Lesen sofort sieht, welcher Block welchen Namen trägt.
(Deine eigene Erklärung darf anders klingen, entscheidend ist, dass der Dreierschritt aus den Namen kommt und nicht willkürlich gewählt wurde.)
Kurz geschrieben: Zehnerpotenzen
zu schreiben ist mühsam, und beim Nullenzählen verschreibt man sich leicht. Dafür gibt es eine Kurzschreibweise.
Wie sie entsteht
Du weißt schon: Jede Stelle ist zehnmal so viel wert wie die rechte Nachbarin. Große runde Zahlen entstehen also dadurch, dass man immer wieder mit multipliziert:
Statt die vielen hinzuschreiben, notiert man wie oft die als Faktor vorkommt, als kleine Hochzahl:
Gelesen wird als „zehn hoch drei". Die Hochzahl heißt Exponent.
Warum der Exponent die Nullen zählt
Vielleicht ist dir aufgefallen: hat genau drei Nullen. Das ist kein Zufall.
Jedes Mal, wenn du mit multiplizierst, rückt die Zahl eine Stelle nach links, und hinten kommt eine Null dazu. Multiplizierst du dreimal mit , kommen also drei Nullen dazu:
Deshalb gilt die praktische Merkregel: Der Exponent sagt dir, wie viele Nullen die Zahl hat.
So kannst du auch andere Zahlen kürzer schreiben: , dieselbe Zahl, nur kürzer.
Auf der Zahlengeraden steht 34 weiter links als 78, also ist . Weiter rechts bedeutet immer: größer.
Größer oder kleiner? Die Zahlengerade hilft
Auf der Zahlengeraden liegen alle Zahlen der Größe nach: Je weiter rechts eine Zahl steht, desto größer ist sie. Genau das siehst du im Bild oben, steht links von , also ist kleiner.
Warum ist das so? Weil du dich beim Zählen immer nach rechts bewegst: Jeder Schritt nach rechts ist genau ein Schritt weiter beim Zählen, also mehr. Wer weiter rechts steht, wurde später erreicht und ist damit größer.
Vergleichen ohne Zahlengerade
Zwei große Zahlen musst du dafür nicht erst aufzeichnen. Du vergleichst sie in zwei Schritten:
- Zähle die Stellen. Mehr Stellen bedeutet größere Zahl. So ist , denn fünf Stellen sind weniger als sechs.
- Gleich viele Stellen? Dann vergleichst du von links Ziffer für Ziffer. Die erste Stelle, an der sich die Zahlen unterscheiden, entscheidet.
Warum die Stellenanzahl vorgeht
Der erste Schritt sieht aus wie ein Trick, ist aber gut begründet.
Die größte fünfstellige Zahl ist . Die kleinste sechsstellige ist , und die ist bereits größer.
Jede sechsstellige Zahl ist also größer als jede fünfstellige, egal welche Ziffern dahinter kommen. Deshalb darfst du bei unterschiedlicher Stellenanzahl sofort entscheiden, ohne eine einzige Ziffer zu vergleichen.
Warum von links verglichen wird
Haben beide Zahlen gleich viele Stellen, beginnst du links. Auch das hat einen Grund: Links stehen die größten Bündel. Ein einziger Hunderter mehr wiegt schwerer als neun Zehner und neun Einer zusammen.
Sobald sich also die erste Ziffer unterscheidet, steht das Ergebnis fest, was rechts davon kommt, kann es nicht mehr umdrehen.
Zum Aufschreiben nutzt du die Zeichen („ist kleiner als") und („ist größer als"). Kleine Merkhilfe: Die Spitze zeigt immer zur kleineren Zahl.
Prüfe dich: Warum ist eine fünfstellige Zahl immer kleiner als eine sechsstellige, auch wenn sie mit der größeren Ziffer beginnt?
Weil zuerst die Stellenanzahl entscheidet, nicht die erste Ziffer.
hat fünf Stellen, hat sechs. Und jede sechsstellige Zahl ist größer als jede fünfstellige:
Erst wenn beide Zahlen gleich viele Stellen haben, vergleichst du von links Ziffer für Ziffer.
Eine große Zahl lesen und schreiben
Schreibe die Zahl als Zahlwort und bestimme den Wert der Ziffer 4.
- 1
Was ist gegeben, was ist gesucht?
Gegeben ist die Zahl . Gesucht sind zwei Dinge: einmal das Zahlwort (die Zahl in Worten) und einmal der Wert einer bestimmten Ziffer.
Bearbeite solche Aufgaben nacheinander, erst das eine, dann das andere.
- 2
Schritt 1: In Dreierblöcke gliedern.
Warum? Weil der Name der Bündel alle drei Stellen wechselt (Tausender, Millionen, …). Die Blöcke bildest du von rechts, denn rechts stehen die Einer:
Der linke Block darf auch kürzer als drei Ziffern sein. Hier ist es nur eine.
- 3
Schritt 2: Den Blöcken ihre Namen geben.
Von rechts nach links heißen die Blöcke Einer, Tausender, Millionen:
- → Einerblock
- → Tausenderblock
- → Millionenblock
Damit liest du: „3 Millionen, 407 Tausend, 256".
- 4
Schritt 3: Das Zahlwort aufschreiben.
Jetzt sprichst du die Blöcke einfach der Reihe nach aus, von links nach rechts:
drei Millionen vierhundertsiebentausendzweihundertsechsundfünfzig
Beachte: Im Deutschen wird das alles zusammengeschrieben, bis auf „Millionen".
- 5
Schritt 4 (zweite Frage): Die Stelle der Ziffer 4 finden.
Der Wert einer Ziffer hängt davon ab, an welcher Stelle sie steht. Zähle deshalb von rechts los, nicht von links:
Einer Zehner Hunderter Tausender Zehntausender Hunderttausender
Die ist die sechste Ziffer von rechts, steht also an der Hunderttausenderstelle.
- 6
Schritt 5: Den Wert berechnen.
An der Hunderttausenderstelle zählt jede Ziffer, wie viele Hunderttausender-Bündel da sind. Bei der sind es vier:
Die Ziffer ist hier also wert, obwohl sie nur eine einzige Ziffer ist.
- 7
Schritt 6: Kontrolle.
Prüfe am Zahlwort: Dort steht „vierhundertsiebentausend". Die gehört zu „vierhunderttausend", also zu . ✓ Beide Wege führen zum selben Ergebnis.
heißt „drei Millionen vierhundertsiebentausendzweihundertsechsundfünfzig". Die Ziffer steht an der Hunderttausenderstelle und hat den Wert .
Zahlen ordnen
Ordne die Zahlen der Größe nach, beginne mit der kleinsten:
- 1
Was ist gesucht? Alle vier Zahlen sollen in eine Reihe, von der kleinsten zur größten.
Vergleiche dabei nicht alle Zahlen wild durcheinander. Gehe stattdessen in zwei vor: erst grob nach der Stellenanzahl sortieren, dann innerhalb der Gruppen genau vergleichen.
- 2
Schritt 1: Stellen zählen (grobe Sortierung).
- → 5 Stellen
- → 6 Stellen
- → 5 Stellen
- → 6 Stellen
Jede fünfstellige Zahl ist kleiner als jede sechsstellige (die größte fünfstellige ist , die kleinste sechsstellige ). Also stehen die beiden 5-stelligen auf jeden Fall vorn.
- 3
Schritt 2: Die beiden fünfstelligen vergleichen.
Gleich viele Stellen → jetzt von links Ziffer für Ziffer:
, , , noch keine Entscheidung. An der vierten Ziffer steht gegen .
Wegen ist die kleinere. Was danach kommt, spielt keine Rolle mehr.
- 4
Schritt 3: Die beiden sechsstelligen vergleichen.
, , gleich. An der dritten Ziffer steht gegen .
Wegen ist die kleinere.
Achtung, typische Falle: endet auf die größeren Ziffern. Das täuscht, entschieden wird trotzdem links.
- 5
Schritt 4: Beide Gruppen zusammensetzen.
Zuerst die fünfstelligen (in der Reihenfolge aus Schritt 2), dann die sechsstelligen (aus Schritt 3):
- 6
Schritt 5: Kontrolle.
Lies die Kette einmal durch: Wächst jede Zahl gegenüber der davor? Und stehen wirklich alle vier Zahlen aus der Aufgabe darin? ✓
Mit Zehnerpotenzen schreiben
Schreibe mit einer Zehnerpotenz.
- 1
Was ist gesucht? Dieselbe Zahl, nur kürzer geschrieben, als Produkt aus einer kleinen Zahl und einer Zehnerpotenz.
Der Wert darf sich dabei natürlich nicht ändern. Du schreibst die Zahl nur anders auf.
- 2
Schritt 1: Die Zahl in zwei Teile zerlegen.
Vorn steht die , dahinter nur noch Nullen. Genau so zerlegst du:
Warum darfst du das? Weil mal zehn Millionen genau siebzig Millionen ergibt, die zählt einfach, wie viele Zehn-Millionen-Bündel es sind.
- 3
Schritt 2: Die Nullen der Zahl zählen.
Zähle sorgfältig, hier verzählt man sich leicht. Deshalb gliedert man ja in Dreierblöcke: sind Stellen hinter der Eins.
- 4
Schritt 3: Als Zehnerpotenz schreiben.
Der Exponent zählt die Nullen, also:
- 5
Schritt 4: Einsetzen.
- 6
Schritt 5: Probe.
Rechne zurück: , und . ✓
Häufiger Fehler: . Dabei wurde die Null der mitgezählt. Zähle immer erst, nachdem du die Zahl in zerlegt hast.
Vom Zahlwort zur Ziffernschreibweise
Schreibe „dreihundertzwölftausendvierzig" mit Ziffern.
- 1
Was ist gesucht? Diesmal geht es in die andere Richtung: Aus dem Wort soll die Ziffernfolge werden.
Genau hier passieren die meisten Fehler, meistens, weil Nullen vergessen werden. Deshalb gehst du blockweise vor statt einfach loszuschreiben.
- 2
Schritt 1: Das Wort in Blöcke zerlegen.
Suche die Namen, die einen Block beenden: „…tausend" und „…millionen". Hier findest du nur „tausend":
- dreihundertzwölftausend → Tausenderblock
- vierzig → Einerblock
- 3
Schritt 2: Den Tausenderblock als Zahl schreiben.
„dreihundertzwölf" .
Dieser Block steht links: Tausender.
- 4
Schritt 3: Den Einerblock als Zahl schreiben, und auffüllen.
„vierzig" . Das sind aber nur zwei Ziffern, und jeder Block hinter dem ersten braucht genau drei.
Warum? Weil sonst die Stellen verrutschen: Ohne Auffüllen stünde , und die säße plötzlich an der Zehntausenderstelle statt an der Hunderttausenderstelle.
Also füllst du vorn mit einer Null auf: .
- 5
Schritt 4: Die Blöcke zusammensetzen.
- 6
Schritt 5: Gegenprobe.
Lies deine Zahl wieder zurück: → „312 Tausend, 40" → „dreihundertzwölftausendvierzig". ✓ Das ist genau die Vorgabe.
Diese Rückwärtsprobe kostet zehn Sekunden und findet fast jeden Nullen-Fehler.
„dreihundertzwölftausendvierzig"
Typischer Fehler
„, weil die 9 am Anfang größer ist als die 1."
Zuerst die Stellenanzahl vergleichen! hat nur 5 Stellen, hat 6 Stellen, deshalb ist größer, egal mit welcher Ziffer sie beginnt. Nur wenn beide Zahlen gleich viele Stellen haben, vergleichst du von links Ziffer für Ziffer.
Typischer Fehler
Die Zahl „dreihundertzwölftausendvierzig" wird als oder geschrieben.
Richtig ist . Gehe Block für Block vor: „dreihundertzwölftausend" = im Tausenderblock, „vierzig" = im Einerblock. Jeder Block hat genau drei Stellen (fülle mit Nullen auf!). Vergessene Nullen sind der häufigste Fehler bei großen Zahlen.
Übung 1
leichtSchreibe als Zahl: „fünf Millionen dreihunderttausendzwölf"
Tipp anzeigen
Drei Blöcke: Millionen | Tausender | Einer. Fülle jeden Block rechts vom ersten mit drei Ziffern.
Lösung anzeigen
Millionenblock: 5 · Tausenderblock: 300 · Einerblock: 012
Ergebnis:
Detaillierte Schritterklärung anzeigen
Hier wird jeder Schritt einzeln erklärt, vor allem, warum er gemacht wird.
✦ Empfohlen: Standard – Die normale Erklärungstiefe passt zum Einstieg.
- 1
Das Zahlwort in Blöcke zerlegen
Große Zahlen liest man in Dreierblöcken: Millionen, Tausender, Einer. Das Zahlwort nennt „fünf Millionen", „dreihunderttausend" und „zwölf", das sind genau diese drei Blöcke.
- 2
Jeden Block dreistellig aufschreiben
Jeder Block außer dem ersten muss GENAU drei Ziffern haben, fehlende Stellen werden mit Nullen aufgefüllt: Millionen: · Tausender: · Einer: .
- 3
Blöcke zusammensetzen und prüfen
Die Blöcke hintereinander ergeben . Probe durch Rückwärtslesen: 5 Millionen, 300 Tausender, 12 Einer, genau das Zahlwort.
Zwischenergebnis
Übung 2
mittelSetze das richtige Zeichen (, oder ) ein:
a) b) c)
Tipp anzeigen
Schreibe die Zehnerpotenzen zuerst als Zahl aus.
Lösung anzeigen
a) (Hunderterstelle: )
b)
c) ✓
Detaillierte Schritterklärung anzeigen
Hier wird jeder Schritt einzeln erklärt, vor allem, warum er gemacht wird.
✦ Empfohlen: Standard – Die normale Erklärungstiefe passt zum Einstieg.
- 1
a) Stellenweise von links vergleichen
Gleich lange Zahlen vergleicht man Stelle für Stelle von links: und stimmen in und überein, an der Hunderterstelle steht gegen , dort fällt die Entscheidung: .
- 2
b) Die Potenz erst ausrechnen
heißt . Erst jetzt lässt sich vergleichen: .
- 3
c) Beide Schreibweisen entlarven
ist eine mit Nullen, also genau . Beide Seiten sind dieselbe Zahl: Es gilt .
Übung 3
schwerWelche Zahl liegt auf dem Zahlenstrahl genau in der Mitte zwischen und ? Gib außerdem Vorgänger und Nachfolger dieser Zahl an.
Tipp anzeigen
Die Mitte findest du, indem du den halben Abstand zur kleineren Zahl addierst.
Lösung anzeigen
Abstand: . Die Hälfte davon: .
Mitte:
Vorgänger: · Nachfolger:
Detaillierte Schritterklärung anzeigen
Hier wird jeder Schritt einzeln erklärt, vor allem, warum er gemacht wird.
✦ Empfohlen: Standard – Die normale Erklärungstiefe passt zum Einstieg.
- 1
Den Abstand der beiden Zahlen bestimmen
Die Mitte liegt gleich weit von beiden Zahlen entfernt. Dafür brauchen wir zuerst den Abstand: .
- 2
Die halbe Strecke dazurechnen
Die Hälfte von ist . Von der kleineren Zahl aus die halbe Strecke weitergehen: .
Zwischenergebnis
- 3
Vorgänger und Nachfolger angeben
Vorgänger heißt: genau weniger. Nachfolger: genau mehr. Also und .
Alternative Lösungswege
Zusammenfassung
Unser Zehnersystem gibt jeder Ziffer je nach Stelle ihren Wert, deshalb kannst du mit nur zehn Ziffern jede noch so große Zahl schreiben. Große Zahlen liest du in Dreierblöcken, schreibst du kompakt mit Zehnerpotenzen und vergleichst du in zwei Schritten: erst Stellenanzahl, dann von links Ziffer für Ziffer.


