Größter gemeinsamer Teiler und kleinstes gemeinsames Vielfaches - aiMOOC


Größter gemeinsamer Teiler und kleinstes gemeinsames Vielfaches - aiMOOC
Einleitung
Der größte gemeinsame Teiler und das kleinste gemeinsame Vielfache gehören zu den wichtigsten Werkzeugen der Arithmetik. Sie helfen Dir, Zahlen zu vergleichen, Brüche zu kürzen, gemeinsame Zeitabstände zu finden und Rechenwege zu begründen.
Der größte gemeinsame Teiler wird kurz ggT genannt. Er ist die größte natürliche Zahl, durch die zwei oder mehr Zahlen ohne Rest teilbar sind. In mathematischer Schreibweise steht zum Beispiel:
Das bedeutet: 6 ist der größte gemeinsame Teiler von 12 und 18.
Das kleinste gemeinsame Vielfache wird kurz kgV genannt. Es ist das kleinste positive Vielfaches, das zwei oder mehr Zahlen gemeinsam haben. In mathematischer Schreibweise steht zum Beispiel:
Das bedeutet: 36 ist das kleinste positive gemeinsame Vielfache von 12 und 18.
In diesem aiMOOC lernst Du, wie Du den ggT und das kgV sicher bestimmst, wie beide Begriffe zusammenhängen und wie Du sie bei Sachaufgaben anwenden kannst.

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Grundbegriffe
Teiler
Ein Teiler einer Zahl ist eine Zahl, durch die man ohne Rest teilen kann. Die Zahl 18 ist zum Beispiel durch 1, 2, 3, 6, 9 und 18 teilbar. Deshalb sind dies die Teiler von 18:
Bei einer Division ohne Rest gilt:
wenn ein Teiler von ist. Anders gesagt: passt eine ganze Anzahl von Malen in hinein.
Gemeinsame Teiler
Zwei Zahlen können Teiler gemeinsam haben. Betrachte die Zahlen 12 und 18:
Die gemeinsamen Teiler sind:
Der größte davon ist 6. Deshalb gilt:
Vielfache
Ein Vielfaches einer Zahl entsteht, wenn Du diese Zahl mit 1, 2, 3, 4 und so weiter multiplizierst. Die Vielfachen von 6 beginnen so:
Die Punkte bedeuten, dass die Liste immer weitergeht. Jede Zahl hat unendlich viele positive Vielfache.
Gemeinsame Vielfache
Zwei Zahlen können Vielfache gemeinsam haben. Betrachte die Zahlen 4 und 6:
Gemeinsame Vielfache sind zum Beispiel:
Das kleinste positive gemeinsame Vielfache ist 12. Deshalb gilt:
Der größte gemeinsame Teiler
Bedeutung des ggT
Der größte gemeinsame Teiler ist besonders nützlich, wenn Du etwas gerecht aufteilen möchtest. Wenn 24 Äpfel und 36 Birnen in möglichst viele gleiche Obstkörbe verteilt werden sollen, ohne dass etwas übrig bleibt, brauchst Du den ggT:
Es können also 12 gleiche Obstkörbe gepackt werden. Jeder Korb enthält dann:
Äpfel und Birnen.
ggT durch Auflisten der Teiler bestimmen
Für kleine Zahlen kannst Du alle Teiler aufschreiben und vergleichen.
Beispiel:
Gemeinsame Teiler sind:
Der größte gemeinsame Teiler ist:
Diese Methode ist übersichtlich, aber bei großen Zahlen manchmal aufwendig.
ggT durch Primfaktorzerlegung bestimmen
Eine Primzahl ist eine Zahl mit genau zwei positiven Teilern: 1 und sich selbst. Beispiele sind 2, 3, 5, 7, 11 und 13. Bei der Primfaktorzerlegung zerlegst Du eine Zahl in ein Produkt aus Primzahlen.
Beispiel:
Für den ggT nimmst Du nur die Primfaktoren, die in beiden Zerlegungen vorkommen, jeweils mit der kleineren Hochzahl:
Die gemeinsame Struktur beider Zahlen ist also .
Der euklidische Algorithmus als Ausblick
Der euklidische Algorithmus ist ein sehr schnelles Verfahren zur Bestimmung des ggT. Er nutzt wiederholtes Teilen mit Rest.
Beispiel:
Sobald der Rest 0 ist, ist der letzte von 0 verschiedene Rest der ggT:
Für Klasse 5 und 6 reicht oft das Auflisten von Teilern oder die Primfaktorzerlegung. Der euklidische Algorithmus zeigt aber, dass die Idee des ggT später auch in höheren Klassen und in der Informatik wichtig wird.

Das kleinste gemeinsame Vielfache
Bedeutung des kgV
Das kleinste gemeinsame Vielfache hilft Dir, gemeinsame Zeitpunkte oder gemeinsame Nenner zu finden.
Beispiel: Eine Lampe blinkt alle 6 Sekunden, eine andere alle 8 Sekunden. Beide blinken gleichzeitig zu Beginn. Wann blinken sie wieder gemeinsam?
Das kleinste gemeinsame Vielfache ist:
Nach 24 Sekunden blinken beide Lampen wieder gemeinsam.
kgV durch Auflisten der Vielfachen bestimmen
Für kleine Zahlen kannst Du die Vielfachen beider Zahlen aufschreiben.
Beispiel:
Das kleinste gemeinsame Vielfache ist:
Diese Methode ist anschaulich, kann aber bei großen Zahlen viel Schreibarbeit verursachen.
kgV durch Primfaktorzerlegung bestimmen
Für das kgV nimmst Du alle Primfaktoren, die in den Zerlegungen vorkommen, jeweils mit der größeren Hochzahl.
Beispiel:
Für das kgV brauchst Du und :
kgV und gemeinsame Nenner
Beim Addieren und Subtrahieren von Brüchen brauchst Du oft einen gemeinsamen Nenner. Besonders praktisch ist der kleinste gemeinsame Nenner. Er ist das kgV der Nenner.
Beispiel:
Die Nenner sind 6 und 8. Das kgV ist:
Also erweiterst Du beide Brüche auf den Nenner 24:
Dann kannst Du addieren:

Zusammenhang zwischen ggT und kgV
Die Produktregel
Für zwei positive natürliche Zahlen und gilt ein wichtiger Zusammenhang:
Daraus folgt auch:
Beispiel mit 12 und 18:
Kontrolle:
Beide Produkte sind gleich.
Warum die Produktregel funktioniert
Die Produktregel hängt mit der Primfaktorzerlegung zusammen. Beim ggT wählst Du die gemeinsamen Primfaktoren mit den kleineren Hochzahlen. Beim kgV wählst Du alle benötigten Primfaktoren mit den größeren Hochzahlen. Zusammen enthalten ggT und kgV genau die Primfaktor-Anteile, die im Produkt der beiden Zahlen vorkommen.
Beispiel:
Der ggT ist:
Das kgV ist:
Zusammen ergibt das:
und:
Rechenwege im Vergleich
Methode 1: Listen schreiben
Diese Methode eignet sich besonders für kleine Zahlen und für den Einstieg.
Beispiel ggT:
Beispiel kgV:
Methode 2: Primfaktorzerlegung
Diese Methode ist besonders nützlich, wenn Zahlen größer werden.
Beispiel:
Für den ggT nimmst Du die gemeinsamen Faktoren mit der kleineren Hochzahl:
Für das kgV nimmst Du alle Faktoren mit der größeren Hochzahl:
Methode 3: Produktregel nutzen
Wenn Du den ggT schon kennst, kannst Du das kgV schnell berechnen.
Beispiel:
Dann:
Die Produktregel spart Dir Schreibarbeit, wenn Du sicher mit Multiplikation und Division umgehen kannst.
Typische Fehler und wie Du sie vermeidest
ggT und kgV nicht verwechseln
Der ggT ist ein gemeinsamer Teiler und daher höchstens so groß wie die kleinere der betrachteten Zahlen. Das kgV ist ein gemeinsames Vielfaches und daher mindestens so groß wie die größere der betrachteten Zahlen.
Beispiel:
Ein Ergebnis wie kann nicht stimmen, weil 24 kein Teiler von 8 ist.
Gemeinsame Teiler sorgfältig prüfen
Wenn Du den ggT durch Auflisten bestimmst, musst Du bei beiden Zahlen prüfen, ob die Zahl wirklich teilt. Bei 18 und 30 ist 9 zwar ein Teiler von 18, aber kein Teiler von 30. Deshalb kann 9 nicht gemeinsamer Teiler sein.
Das kleinste gemeinsame Vielfache positiv wählen
Das kgV ist das kleinste positive gemeinsame Vielfache. Die Zahl 0 ist zwar ein Vielfaches jeder Zahl, wird aber beim kgV in der Schule nicht als Ergebnis verwendet. Deshalb gilt zum Beispiel:
und nicht 0.
Anwendungen
Brüche kürzen
Beim Kürzen eines Bruchs teilst Du Zähler und Nenner durch denselben gemeinsamen Teiler. Am besten kürzt Du mit dem ggT, dann ist der Bruch vollständig gekürzt.
Beispiel:
Also:
Brüche gleichnamig machen
Beim Erweitern von Brüchen suchst Du oft einen gemeinsamen Nenner. Der kleinste gemeinsame Nenner ist das kgV der Nenner.
Beispiel:
Also:
Sachaufgaben mit gemeinsamen Zeitpunkten
Das kgV hilft bei wiederkehrenden Ereignissen. Wenn ein Bus alle 12 Minuten und ein anderer Bus alle 15 Minuten abfährt, fahren beide wieder nach
Minuten gleichzeitig ab.
Sachaufgaben mit gerechter Verteilung
Der ggT hilft bei möglichst großen gleichen Gruppen. Wenn 48 rote Perlen und 60 blaue Perlen in gleiche Ketten verteilt werden sollen, ohne Rest, dann ist die größtmögliche Anzahl gleicher Ketten:
Jede Kette enthält:
rote Perlen und blaue Perlen.
Merksätze
- ggT: Der ggT ist der größte Teiler, den zwei oder mehr Zahlen gemeinsam haben.
- kgV: Das kgV ist das kleinste positive Vielfache, das zwei oder mehr Zahlen gemeinsam haben.
- Primfaktorzerlegung: Beim ggT nimmst Du gemeinsame Primfaktoren mit der kleineren Hochzahl.
- Primfaktorzerlegung: Beim kgV nimmst Du alle vorkommenden Primfaktoren mit der größeren Hochzahl.
- Produktregel: Für positive Zahlen gilt .
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was bedeutet ggT? (Größter gemeinsamer Teiler) (!Gleicher gerechneter Term) (!Größter gemeinsamer Tausender) (!Gemeinsamer gerader Teiler)
Was bedeutet kgV? (Kleinstes gemeinsames Vielfaches) (!Kleiner gemeinsamer Vergleich) (!Kürzester gerader Vielfacher) (!Kleinster geteilter Wert)
Welcher Wert ist der ggT von 12 und 18? (6) (!3) (!12) (!36)
Welcher Wert ist das kgV von 4 und 6? (12) (!2) (!6) (!24)
Welche Aussage über den ggT ist richtig? (Er ist ein gemeinsamer Teiler) (!Er ist immer größer als beide Zahlen) (!Er ist ein gemeinsames Vielfaches) (!Er ist immer eine Primzahl)
Welche Aussage über das kgV ist richtig? (Es ist ein gemeinsames Vielfaches) (!Es ist immer kleiner als beide Zahlen) (!Es ist der größte gemeinsame Teiler) (!Es ist immer 1)
Wie bestimmst Du den ggT mit Primfaktorzerlegung? (Gemeinsame Primfaktoren mit kleinerer Hochzahl wählen) (!Alle Primfaktoren mit größerer Hochzahl wählen) (!Nur die größten Zahlen addieren) (!Alle Teiler miteinander multiplizieren)
Wie bestimmst Du das kgV mit Primfaktorzerlegung? (Alle vorkommenden Primfaktoren mit größerer Hochzahl wählen) (!Nur gemeinsame Primfaktoren mit kleinerer Hochzahl wählen) (!Nur die kleinste Zahl übernehmen) (!Alle Teiler voneinander abziehen)
Wofür hilft der ggT besonders gut? (Zum vollständigen Kürzen von Brüchen) (!Zum Runden von Dezimalzahlen) (!Zum Zeichnen von Winkeln) (!Zum Messen von Flächen mit dem Geodreieck)
Welche Formel beschreibt den Zusammenhang zwischen ggT und kgV bei zwei positiven Zahlen? (ggT mal kgV gleich Produkt der Zahlen) (!ggT plus kgV gleich Produkt der Zahlen) (!ggT minus kgV gleich Summe der Zahlen) (!ggT geteilt durch kgV gleich Summe der Zahlen)
Memory
| ggT | größter gemeinsamer Teiler |
| kgV | kleinstes gemeinsames Vielfaches |
| Teiler | teilt ohne Rest |
| Vielfaches | entsteht durch Multiplizieren |
| Primfaktorzerlegung | Zerlegung in Primzahlen |
| Kürzen | Zähler und Nenner teilen |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Thema |
|---|---|
| gemeinsamer Teiler | ggT |
| gemeinsames Vielfaches | kgV |
| kleinere Hochzahl | ggT mit Primfaktorzerlegung |
| größere Hochzahl | kgV mit Primfaktorzerlegung |
| gemeinsamer Nenner | Bruchrechnung |
| gerechte Verteilung | Anwendung des ggT |
...
Kreuzworträtsel
| Teiler | Wie heißt eine Zahl, durch die eine andere Zahl ohne Rest teilbar ist? |
| Vielfaches | Wie heißt ein Ergebnis, das durch Multiplizieren einer Zahl mit natürlichen Zahlen entsteht? |
| Primzahl | Wie heißt eine Zahl mit genau zwei positiven Teilern? |
| Euklid | Wer ist Namensgeber eines bekannten Algorithmus zur ggT-Berechnung? |
| Bruch | Welche Zahlenschreibweise kann man mithilfe des ggT kürzen? |
| Produkt | Wie nennt man das Ergebnis einer Multiplikation? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Teilerliste: Schreibe die Teiler von 12, 18, 24 und 30 auf und markiere jeweils die gemeinsamen Teiler von zwei Zahlen.
- Vielfachenliste: Schreibe die ersten zehn Vielfachen von 4, 5, 6 und 8 auf und suche gemeinsame Vielfache.
- Brüche kürzen: Kürze fünf selbst gewählte Brüche vollständig und notiere jeweils den verwendeten ggT.
- Mathe-Plakat: Gestalte ein Plakat mit den Begriffen Teiler, Vielfaches, ggT und kgV und jeweils einem einfachen Beispiel.
Standard
- Primfaktorzerlegung: Zerlege 36, 48, 60 und 72 in Primfaktoren und bestimme daraus jeweils ggT und kgV für zwei Zahlen.
- Sachaufgabe: Erfinde eine Sachaufgabe, bei der der ggT gebraucht wird, und löse sie mit vollständigem Rechenweg.
- Gemeinsamer Nenner: Erkläre an drei Beispielen, wie das kgV beim Addieren von Brüchen hilft.
- Partnerarbeit: Erkläre einer Mitschülerin oder einem Mitschüler den Unterschied zwischen ggT und kgV und lass Dir anschließend ein Gegenbeispiel nennen.
Schwer
- Produktregel: Beweise an drei Zahlenpaaren durch Rechnung, dass gilt.
- Euklidischer Algorithmus: Recherchiere den euklidischen Algorithmus und berechne damit den ggT von 252 und 198.
- Fehleranalyse: Sammle drei typische Fehler beim Bestimmen von ggT und kgV und erkläre, wie man sie vermeiden kann.
- Mathematische Erklärung: Erkläre mit Primfaktorzerlegungen, warum beim ggT die kleinere Hochzahl und beim kgV die größere Hochzahl verwendet wird.

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Lernkontrolle
- Anwendungsproblem: Zwei Sportgruppen treffen sich regelmäßig. Gruppe A trainiert alle 6 Tage, Gruppe B alle 10 Tage. Erkläre, warum hier das kgV gebraucht wird, und bestimme den nächsten gemeinsamen Trainingstag.
- Verteilungsproblem: 42 Stifte und 56 Hefte sollen in möglichst viele gleiche Pakete verteilt werden. Begründe, warum hier der ggT gebraucht wird, und berechne die Anzahl der Pakete.
- Bruchrechnung: Erkläre, warum der ggT beim Kürzen und das kgV beim Addieren von Brüchen hilfreich ist. Verwende eigene Beispiele.
- Methodenvergleich: Vergleiche das Auflisten von Teilern und Vielfachen mit der Primfaktorzerlegung. Beschreibe, wann welche Methode sinnvoller ist.
- Transferaufgabe: Erfinde eine Alltagssituation, bei der sowohl ggT als auch kgV eine Rolle spielen könnten, und löse sie mit passenden Zahlen.
- Begründungsaufgabe: Prüfe die Aussage: Der ggT zweier Zahlen kann größer sein als das kgV derselben Zahlen. Entscheide, ob sie wahr oder falsch ist, und begründe Deine Entscheidung.
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