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Grundlagen 01: Python als Taschenrechner 🧮 (Schulabgleich 02.1)

Willkommen zum ersten Kapitel des Python-Grundlagen-Lehrpfads!

In diesem Kapitel lernst du, wie Python als extrem präziser und vielseitiger Taschenrechner verwendet wird, welche Zahlenarten es gibt und wie die mathematischen Operatoren funktionieren.

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💡 Das Wichtigste in Kürze

1. Zahlenarten in Python

Python unterscheidet grundlegend zwischen zwei Zahlenarten:

• int (Integer): Ganze Zahlen ohne Nachkommastellen (z.B. 42, -5, 0, 1000000). Python kann mit beliebig großen ganzen Zahlen rechnen!
• float (Floating Point Number): Kommazahlen mit Nachkommastellen (z.B. 3.14, -0.5, 2.0). Beachte: In Python wird als Dezimaltrennzeichen immer ein Punkt . verwendet, kein Komma!

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🧮 Die 7 Rechenoperatoren in Python

Operator	Name	Beispiel	Ergebnis	Besonderheit / Erklärung
+	Addition	12 + 8	20	Addiert zwei Zahlen
-	Subtraktion	20 - 7	13	Subtrahiert den zweiten Wert vom ersten
*	Multiplikation	6 * 7	42	Multipliziert zwei Zahlen
/	Echte Division	7 / 2	3.5	Wichtig: Liefert in Python 3 immer ein float (Kommazahl)! 4 / 2 ergibt 2.0.
//	Ganzzahldivision	17 // 5	3	Teilt und rundet immer zur nächsten ganzen Zahl nach unten ab (Floor Division).
%	Modulo	17 % 5	2	Berechnet den verbleibenden Rest einer Ganzzahldivision.
**	Potenz	2 ** 3	8	Berechnet 2^3 = 2 \times 2 \times 2 = 8.

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🍕 Pizza-Analogie für // und %

Stell dir vor, du bestellst eine Pizza mit 17 Stücken für 5 Personen:

• Wie viele ganze Stücke bekommt jede Person fair aufgeteilt?

  \text{Stücke pro Person} = 17 // 5 = 3

• Wie viele Stücke bleiben in der Schachtel übrig?

  \text{Rest} = 17 \% 5 = 2

• Probe: 3 \times 5 + 2 = 17!

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📐 Vorrangregeln (Punkt vor Strich & Klammern)

Genau wie in der Schulmathematik beachtet Python feste Vorrangregeln:

1. Klammern (...) haben immer die höchste Priorität.
2. Potenzen ** werden vor Multiplikation/Division berechnet.
3. Punktrechnung *, /, //, % kommt vor Strichrechnung +, -.

# Ohne Klammer: 3 * 4 = 12, dann 2 + 12 = 14
ergebnis = 2 + 3 * 4      # 14

# Mit Klammer: (2 + 3) = 5, dann 5 * 4 = 20
ergebnis = (2 + 3) * 4    # 20

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📢 Textausgabe mit print()

Mit der eingebauten Funktion print() gibst du Texte und Rechenergebnisse im Terminal aus:

print("Hallo Welt!")
print("Ergebnis:", 40 + 2)
print(f"Die Kreisfläche beträgt: {3.14159 * 5**2}")

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🎯 Deine Aufgaben in aufgabe.py

Öffne die Datei aufgabe.py und bearbeite die folgenden 7 TODOs:

1. TODO 1: addieren(a, b) \rightarrow Summe a + b
2. TODO 2: subtrahieren(a, b) \rightarrow Differenz a - b
3. TODO 3: multiplizieren(a, b) \rightarrow Produkt a \times b
4. TODO 4: dividieren(a, b) \rightarrow Quotient a / b (als float)
5. TODO 5: ganzzahl_rest(a, b) \rightarrow Tupel (a // b, a % b)
6. TODO 6: potenz(basis, exponent) \rightarrow basis^{exponent} (basis ** exponent)
7. TODO 7: kreis_flaeche(radius) \rightarrow 3.14159 \times radius^2

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🧪 Lösung überprüfen

Führe im Terminal den automatischen Unittest aus:

python3 test_aufgabe.py

Wenn alle 7 Tests mit OK durchlaufen, bist du bereit für das nächste Kapitel: G02: Variablen & Datentypen!