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Stellen Sie aus rund 20.000 Matheaufgaben Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen, von der 3. bis zur 13. Klasse. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Brüche erweitern und kürzen

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4100526
Welcher Bruch lässt sich nicht kürzen? a) \(\frac{15}{21}\) b) \(\frac{12}{25}\) c) \(\frac{35}{42}\) d) \(\frac{24}{45}\)

Denkanstöße

- Überlege, ob Zähler und Nenner einen gemeinsamen Teiler haben - Welche Teilbarkeitsregeln kennst du für kleine Zahlen wie 2, 3 oder 5? - Kannst du die Zahlen in ihre kleinstmöglichen Bausteine (Primfaktoren) zerlegen?

Lösung

1. Faktoren von 15 und 21 prüfen: beide durch 3 teilbar (\(15 = 3 \cdot 5, 21 = 3 \cdot 7\)). 2. Faktoren von 12 und 25 prüfen: \(12 = 2 \cdot 2 \cdot 3, 25 = 5 \cdot 5\). Keine gemeinsamen Primfaktoren außer 1 vorhanden. 3. Faktoren von 35 und 42 prüfen: beide durch 7 teilbar (\(35 = 7 \cdot 5, 42 = 7 \cdot 6\)). 4. Faktoren von 24 und 45 prüfen: beide durch 3 teilbar (\(24 = 3 \cdot 8, 45 = 3 \cdot 15\)). 5. Ergebnis: Nur \(\frac{12}{25}\) ist nicht kürzbar.

Antwort

b) \(\frac{12}{25}\)
4101936
Berechne die fehlenden Werte \(x\), \(y\) und \(z\): a) \(\frac{4}{9} = \frac{x}{54}\) b) \(\frac{12}{17} = \frac{60}{y}\) c) \(\frac{z}{25} = \frac{112}{175}\)

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, mit welcher Zahl der bekannte Teil des Bruchs (Zähler oder Nenner) multipliziert wurde. - Wende diesen Faktor auf den anderen Teil des Bruchs an. - Erweitern bedeutet, Zähler und Nenner mit derselben Zahl zu multiplizieren.

Lösung

1. Berechnung von \(x\): Division des neuen Nenners durch den alten ergibt den Erweiterungsfaktor \(54 : 9 = 6\). Multiplikation des Zählers mit diesem Faktor: \(4 \cdot 6 = 24\). Also \(x = 24\). 2. Berechnung von \(y\): Division des neuen Zählers durch den alten ergibt den Erweiterungsfaktor \(60 : 12 = 5\). Multiplikation des Nenners mit diesem Faktor: \(17 \cdot 5 = 85\). Also \(y = 85\). 3. Berechnung von \(z\): Division des neuen Nenners durch den alten ergibt den Erweiterungsfaktor \(175 : 25 = 7\). Division des neuen Zählers durch diesen Faktor, um den ursprünglichen Zähler zu finden: \(112 : 7 = 16\). Also \(z = 16\).

Antwort

a) \(x = 24\) b) \(y = 85\) c) \(z = 16\)
4101966
Bestimme die fehlende Zahl im Zähler, indem du den Bruch passend erweiterst. a) \(\frac{3}{5} = \frac{?}{20}\) b) \(\frac{7}{8} = \frac{?}{56}\) c) \(\frac{12}{13} = \frac{?}{39}\) d) \(\frac{15}{4} = \frac{?}{100}\)

Denkanstöße

- Schau dir an, mit welcher Zahl der Nenner multipliziert wurde, um auf den neuen Nenner zu kommen. - Was du im Nenner machst, musst du auch im Zähler machen, damit der Wert des Bruchs gleich bleibt. - Kannst du eine kleine Nebenrechnung zur Division der Nenner machen?

Lösung

1. Bestimmung des Erweiterungsfaktors für jede Teilaufgabe durch Division des neuen Nenners durch den alten Nenner. 2. a) \(20 : 5 = 4\). Multiplikation des Zählers mit 4 ergibt \(3 \cdot 4 = 12\). 3. b) \(56 : 8 = 7\). Multiplikation des Zählers mit 7 ergibt \(7 \cdot 7 = 49\). 4. c) \(39 : 13 = 3\). Multiplikation des Zählers mit 3 ergibt \(12 \cdot 3 = 36\). 5. d) \(100 : 4 = 25\). Multiplikation des Zählers mit 25 ergibt \(15 \cdot 25 = 375\).

Antwort

a) 12 b) 49 c) 36 d) 375
4102426
Bestimme den Hauptnenner (das kleinste gemeinsame Vielfache der Nenner) für die Brüche \(\frac{3}{10}\) und \(\frac{4}{25}\). Gib beide Brüche so an, dass sie diesen Hauptnenner besitzen.

Denkanstöße

- Suche die kleinste Zahl, die sowohl in der 10er-Reihe als auch in der 25er-Reihe vorkommt. - Wie oft passt die 10 in diese Zahl? Wie oft die 25? - Denk daran, dass du beim Erweitern Zähler und Nenner mit derselben Zahl multiplizieren musst.

Lösung

1. Bestimmung des kgV von 10 und 25: Die Primfaktorzerlegungen sind \(10 = 2 \cdot 5\) und \(25 = 5^2\). Das kgV ist \(2 \cdot 5^2 = 50\). 2. Erweitern des ersten Bruchs: Um von 10 auf 50 zu kommen, muss mit 5 erweitert werden: \(\frac{3 \cdot 5}{10 \cdot 5} = \frac{15}{50}\). 3. Erweitern des zweiten Bruchs: Um von 25 auf 50 zu kommen, muss mit 2 erweitert werden: \(\frac{4 \cdot 2}{25 \cdot 2} = \frac{8}{50}\).

Antwort

Der Hauptnenner ist 50. Die erweiterten Brüche lauten \(\frac{15}{50}\) und \(\frac{8}{50}\).
4118086
Untersuche die folgenden drei Brüche. Welcher dieser Brüche lässt sich mit der Zahl \(6\) kürzen? Bestimme für diesen Bruch zusätzlich den vollständig gekürzten Wert. a) \(\frac{12}{20}\) b) \(\frac{18}{30}\) c) \(\frac{24}{32}\)

Denkanstöße

- Eine Zahl ist durch 6 teilbar, wenn sie gleichzeitig durch 2 und durch 3 teilbar ist. - Gehe die 6er-Reihe im Kopf durch, um Zähler und Nenner zu prüfen.

Lösung

1. Prüfung von \(\frac{12}{20}\): \(12\) ist durch \(6\) teilbar, aber \(20\) nicht (\(20 : 6 = 3\) Rest \(2\)). 2. Prüfung von \(\frac{18}{30}\): \(18 = 3 \cdot 6\) und \(30 = 5 \cdot 6\). Beide sind durch \(6\) teilbar. 3. Prüfung von \(\frac{24}{32}\): \(24 = 4 \cdot 6\), aber \(32\) ist nicht durch \(6\) teilbar (\(32 : 6 = 5\) Rest \(2\)). 4. Kürzen von \(\frac{18}{30}\) mit der Zahl \(6\): \(\frac{18 : 6}{30 : 6} = \frac{3}{5}\). 5. Da \(3\) und \(5\) teilerfremd sind, ist \(\frac{3}{5}\) der vollständig gekürzte Wert.

Antwort

Nur der Bruch aus b) \(\frac{18}{30}\) lässt sich mit \(6\) kürzen. Der vollständig gekürzte Wert ist \(\frac{3}{5}\).
4101946
Bestimme für jede der folgenden Aufgaben den Erweiterungsfaktor \(k\): a) \(\frac{5}{6} \xrightarrow{\cdot k} \frac{55}{66}\) b) \(\frac{3}{14} \xrightarrow{\cdot k} \frac{39}{182}\) c) \(\frac{8}{15} \xrightarrow{\cdot k} \frac{120}{225}\)

Denkanstöße

- Wie oft passt der kleinere bekannte Zähler beziehungsweise Nenner in den größeren? - Prüfe dein Ergebnis, indem du sowohl den Zähler als auch den Nenner mit deinem gefundenen Faktor multiplizierst.

Lösung

1. Zu a): Division des neuen Zählers durch den alten: \(55 : 5 = 11\). Überprüfung am Nenner: \(6 \cdot 11 = 66\). Der Faktor ist \(k = 11\). 2. Zu b): Division des neuen Zählers durch den alten: \(39 : 3 = 13\). Überprüfung am Nenner: \(14 \cdot 13 = 182\). Der Faktor ist \(k = 13\). 3. Zu c): Division des neuen Zählers durch den alten: \(120 : 8 = 15\). Überprüfung am Nenner: \(15 \cdot 15 = 225\). Der Faktor ist \(k = 15\).

Antwort

a) \(k = 11\) b) \(k = 13\) c) \(k = 15\)
4101996
Kürze die folgenden Brüche jeweils mit der angegebenen Zahl. Falls das Kürzen nicht möglich ist (weil Zähler oder Nenner nicht ohne Rest durch die Zahl teilbar sind), notiere „nicht möglich“. a) \(\frac{60}{15}\) mit 15 b) \(\frac{112}{14}\) mit 14 c) \(\frac{144}{60}\) mit 12 d) \(\frac{200}{75}\) mit 25 e) \(\frac{130}{45}\) mit 13

Denkanstöße

- Was bedeutet es, einen Bruch mit einer bestimmten Zahl zu kürzen? - Müssen beide Teile des Bruchs durch die Zahl teilbar sein? - Überprüfe für jede Teilaufgabe einzeln den Zähler und den Nenner. - Wenn eine Division einen Rest ergibt, ist das Kürzen mit dieser Zahl nicht erlaubt.

Lösung

1. Berechnung für a): \(60 : 15 = 4\) und \(15 : 15 = 1\), ergibt \(\frac{4}{1} = 4\) 2. Berechnung für b): \(112 : 14 = 8\) und \(14 : 14 = 1\), ergibt \(\frac{8}{1} = 8\) 3. Berechnung für c): \(144 : 12 = 12\) und \(60 : 12 = 5\), ergibt \(\frac{12}{5}\) 4. Berechnung für d): \(200 : 25 = 8\) und \(75 : 25 = 3\), ergibt \(\frac{8}{3}\) 5. Prüfung für e): \(130 : 13 = 10\), aber \(45 : 13 \approx 3{,}46\) ist nicht ohne Rest möglich, daher nicht möglich

Antwort

a) 4 b) 8 c) \(\frac{12}{5}\) d) \(\frac{8}{3}\) e) nicht möglich
4102026
Ergänze die fehlenden Zahlen in den Kästchen, sodass die Brüche jeweils gleichwertig sind: a) \(\frac{2}{5} = \frac{14}{\Box}\) b) \(\frac{\Box}{9} = \frac{54}{81}\) c) \(\frac{72}{96} = \frac{3}{\Box}\) d) \(\frac{13}{17} = \frac{\Box}{51}\)

Denkanstöße

- Überlege dir, mit welcher Zahl der Zähler oder Nenner multipliziert oder dividiert wurde. - Was du im Zähler tust, musst du auch im Nenner tun, damit der Wert des Bruchs gleich bleibt. - Suche nach dem Faktor zwischen den bekannten Werten.

Lösung

1. Bestimmung des Erweiterungsfaktors für Teil a): \(14 : 2 = 7\). Multiplikation des Nenners: \(5 \cdot 7 = 35\). 2. Bestimmung des Kürzungsfaktors für Teil b): \(81 : 9 = 9\). Division des Zählers: \(54 : 9 = 6\). 3. Bestimmung des Kürzungsfaktors für Teil c): \(72 : 3 = 24\). Division des Nenners: \(96 : 24 = 4\). 4. Bestimmung des Erweiterungsfaktors für Teil d): \(51 : 17 = 3\). Multiplikation des Zählers: \(13 \cdot 3 = 39\).

Antwort

a) 35 b) 6 c) 4 d) 39
4102056
Gib die folgenden Anteile als vollständig gekürzte Brüche an: a) 28 von 70 Schülerinnen und Schülern einer Jahrgangsstufe spielen ein Instrument. b) Bei einem Gewinnspiel sind 15 von 45 Losen Gewinnlose. c) 54 von 72 Teilnehmenden haben die Prüfung bestanden. d) In einem Kartenspiel sind 13 von 52 Karten einer bestimmten Farbe zugeordnet.

Denkanstöße

- Schreibe zuerst den Anteil als Bruch (Anzahl des betrachteten Teils geteilt durch die Gesamtanzahl). - Suche nach einer Zahl, durch die du sowohl den Zähler als auch den Nenner ohne Rest teilen kannst. - Wiederhole das Kürzen so lange, bis Zähler und Nenner keine gemeinsamen Teiler mehr haben.

Lösung

1. Aufstellen der Brüche für jeden Anteil: \(\frac{28}{70}\), \(\frac{15}{45}\), \(\frac{54}{72}\), \(\frac{13}{52}\). 2. Bestimmung des größten gemeinsamen Teilers (ggT) für jeden Bruch: \(\operatorname{ggT}(28, 70) = 14\); \(\operatorname{ggT}(15, 45) = 15\); \(\operatorname{ggT}(54, 72) = 18\); \(\operatorname{ggT}(13, 52) = 13\). 3. Kürzen der Brüche durch Division von Zähler und Nenner durch den ggT: a) \(\frac{28 : 14}{70 : 14} = \frac{2}{5}\) b) \(\frac{15 : 15}{45 : 15} = \frac{1}{3}\) c) \(\frac{54 : 18}{72 : 18} = \frac{3}{4}\) d) \(\frac{13 : 13}{52 : 13} = \frac{1}{4}\)

Antwort

a) \(\frac{2}{5}\) b) \(\frac{1}{3}\) c) \(\frac{3}{4}\) d) \(\frac{1}{4}\)
4102086
Kürze die folgenden Brüche so weit wie möglich: a) \(\frac{45}{120}\) b) \(\frac{56}{196}\) c) \(\frac{144}{216}\)

Denkanstöße

- Gibt es Teilbarkeitsregeln, die dir helfen, erste gemeinsame Teiler zu finden? - Was ist die größte Zahl, durch die du sowohl den Zähler als auch den Nenner ohne Rest teilen kannst? - Du kannst auch in mehreren kleinen Schritten kürzen, bis es nicht mehr weitergeht.

Lösung

1. Für \(\frac{45}{120}\): Bestimmung des \(\operatorname{ggT}(45, 120) = 15\). Division von Zähler und Nenner durch \(15\) ergibt \(\frac{3}{8}\). 2. Für \(\frac{56}{196}\): Bestimmung des \(\operatorname{ggT}(56, 196) = 28\). Division von Zähler und Nenner durch \(28\) ergibt \(\frac{2}{7}\). 3. Für \(\frac{144}{216}\): Bestimmung des \(\operatorname{ggT}(144, 216) = 72\). Division von Zähler und Nenner durch \(72\) ergibt \(\frac{2}{3}\).

Antwort

a) \(\frac{3}{8}\), b) \(\frac{2}{7}\), c) \(\frac{2}{3}\)
4102146
Bestimme die fehlenden Werte \(x\), \(y\) und \(z\), sodass die Gleichungen wahr sind: a) \(\frac{5}{8} = \frac{x}{40}\) b) \(\frac{42}{54} = \frac{7}{y}\) c) \(\frac{11}{13} = \frac{77}{z}\)

Denkanstöße

- Wie hängen die beiden Nenner oder die beiden Zähler zusammen? - Welche Rechenoperation wurde durchgeführt, um von einer Zahl zur anderen zu gelangen? - Was musst du tun, um den Wert eines Bruches beizubehalten, wenn du Zähler oder Nenner veränderst?

Lösung

1. Berechnung von \(x\): Ermittlung des Erweiterungsfaktors durch \(40 : 8 = 5\). Anwendung auf den Zähler: \(5 \cdot 5 = 25\). Ergebnis \(x = 25\). 2. Berechnung von \(y\): Ermittlung des Kürzungsfaktors durch \(42 : 7 = 6\). Anwendung auf den Nenner: \(54 : 6 = 9\). Ergebnis \(y = 9\). 3. Berechnung von \(z\): Ermittlung des Erweiterungsfaktors durch \(77 : 11 = 7\). Anwendung auf den Nenner: \(13 \cdot 7 = 91\). Ergebnis \(z = 91\).

Antwort

a) \(x = 25\) b) \(y = 9\) c) \(z = 91\)
4102176
Ein Bruch soll durch Erweitern auf den Nenner 20 gebracht werden. a) Nenne alle möglichen Nenner (außer der 1 und der 20 selbst), die ein solcher Bruch haben kann. b) Gib für jeden der in Aufgabenteil a) gefundenen Nenner einen Beispielbruch an, der kleiner als 1 ist.

Denkanstöße

- Was bedeutet es mathematisch, einen Bruch zu erweitern? - Welche Beziehung muss zwischen dem ursprünglichen Nenner und dem Zielnenner bestehen? - Denke an die Teiler der Zahl 20. - Ein Bruch ist kleiner als 1, wenn der Zähler kleiner ist als der Nenner.

Lösung

1. Bestimmung der Teiler von 20: Die Teiler von 20 sind 1, 2, 4, 5, 10 und 20. 2. Ausschluss der in der Aufgabenstellung genannten Werte 1 und 20: Die gesuchten Nenner sind 2, 4, 5 und 10. 3. Bildung von Beispielbrüchen (Zähler kleiner als Nenner): Für Nenner 2: \(\frac{1}{2}\) Für Nenner 4: \(\frac{1}{4}\) (oder \(\frac{3}{4}\)) Für Nenner 5: \(\frac{2}{5}\) (oder \(\frac{1}{5}, \frac{3}{5}, \frac{4}{5}\)) Für Nenner 10: \(\frac{3}{10}\) (oder andere Zähler \(< 10\))

Antwort

a) Die möglichen Nenner sind 2, 4, 5 und 10. b) Mögliche Beispiele: \(\frac{1}{2}, \frac{1}{4}, \frac{1}{5}, \frac{1}{10}\).
4102386
Untersuche die Brüche \(\frac{7}{45}\) und \(\frac{14}{49}\). Welcher dieser Brüche lässt sich kürzen und welcher nicht? Begründe deine Entscheidung, indem du die gemeinsamen Teiler von Zähler und Nenner bestimmst.

Denkanstöße

- Wann nennt man einen Bruch „unkürzbar“? - Welche Zahlen teilen den Zähler? - Gibt es eine Zahl außer 1, die sowohl den Zähler als auch den Nenner ohne Rest teilt? - Schau dir die Malfolgen (Einmaleins) der Zahlen an.

Lösung

1. Bestimmung der Teiler für \(\frac{7}{45}\): Die Teiler von 7 sind 1 und 7. Die Teiler von 45 sind 1, 3, 5, 9, 15 und 45. Da nur die 1 ein gemeinsamer Teiler ist, lässt sich der Bruch nicht kürzen. 2. Bestimmung der Teiler für \(\frac{14}{49}\): Die Teiler von 14 sind 1, 2, 7 und 14. Die Teiler von 49 sind 1, 7 und 49. 3. Da die 7 ein gemeinsamer Teiler ist, lässt sich der Bruch kürzen: \(\frac{14 : 7}{49 : 7} = \frac{2}{7}\).

Antwort

\(\frac{7}{45}\) lässt sich nicht kürzen, da 7 und 45 außer der 1 keine gemeinsamen Teiler haben. \(\frac{14}{49}\) lässt sich mit 7 kürzen, da beide Zahlen durch 7 teilbar sind; das Ergebnis ist \(\frac{2}{7}\).
4103436
Finde alle ungeordneten Paare verschiedener positiver natürlicher Zahlen \(a\) und \(b\), die beide kleiner als 10 sind, sodass ihr kleinstes gemeinsames Vielfaches (der Hauptnenner der Brüche \(\frac{1}{a}\) und \(\frac{1}{b}\)) genau 12 ist. Gib alle möglichen Paare an und begründe kurz deine Wahl.

Denkanstöße

- Welche Zahlen unter 10 kommen als Teiler für die Zahl 12 überhaupt infrage? - Erstelle eine Liste der Vielfachen für deine Kandidaten. - Denke daran, dass das kleinste gemeinsame Vielfache gesucht ist – es darf also keine kleinere Zahl geben, in die beide Nenner hineinpassen. - Gibt es Paare, bei denen eine Zahl ein Teiler der anderen ist? Was bedeutet das für das kgV?

Lösung

1. Suche nach positiven natürlichen Zahlen unter 10, die Teiler von 12 sind: 1, 2, 3, 4 und 6. 2. Prüfe ungeordnete Kombinationen dieser Teiler auf ihr kleinstes gemeinsames Vielfaches. 3. Für \(\{3,4\}\) ist das kgV 12. 4. Für \(\{4,6\}\) ist das kgV ebenfalls 12. 5. Alle anderen ungeordneten Paare verschiedener Teiler unter 10 haben ein kgV kleiner als 12 oder ungleich 12. 6. Ergebnis: \(\{3,4\}\) und \(\{4,6\}\).

Antwort

Die möglichen ungeordneten Paare sind \(\{3,4\}\) und \(\{4,6\}\).
4117676
Bestimme den kleinsten gemeinsamen Nenner (Hauptnenner) für die folgenden Brüche und erweitere sie entsprechend: a) \(\frac{5}{6}\) und \(\frac{7}{8}\) b) \(\frac{2}{9}\) und \(\frac{5}{12}\) c) \(\frac{3}{4}\), \(\frac{1}{6}\) und \(\frac{2}{3}\)

Denkanstöße

- Überlege, welche Zahl in der Einmaleins-Reihe beider Nenner als erste gemeinsam vorkommt. - Mit welcher Zahl musst du den Nenner multiplizieren, um auf diesen gemeinsamen Wert zu kommen? - Vergiss nicht, den Zähler mit derselben Zahl zu multiplizieren wie den Nenner.

Lösung

1. Berechnung des Hauptnenners für a): Das kleinste gemeinsame Vielfache von 6 und 8 ist 24. Erweitern: \(\frac{5 \cdot 4}{6 \cdot 4} = \frac{20}{24}\) und \(\frac{7 \cdot 3}{8 \cdot 3} = \frac{21}{24}\). 2. Berechnung des Hauptnenners für b): Das kleinste gemeinsame Vielfache von 9 und 12 ist 36. Erweitern: \(\frac{2 \cdot 4}{9 \cdot 4} = \frac{8}{36}\) und \(\frac{5 \cdot 3}{12 \cdot 3} = \frac{15}{36}\). 3. Berechnung des Hauptnenners für c): Das kleinste gemeinsame Vielfache von 4, 6 und 3 ist 12. Erweitern: \(\frac{3 \cdot 3}{4 \cdot 3} = \frac{9}{12}\), \(\frac{1 \cdot 2}{6 \cdot 2} = \frac{2}{12}\) und \(\frac{2 \cdot 4}{3 \cdot 4} = \frac{8}{12}\).

Antwort

a) \(\frac{20}{24}\) und \(\frac{21}{24}\) b) \(\frac{8}{36}\) und \(\frac{15}{36}\) c) \(\frac{9}{12}\), \(\frac{2}{12}\) und \(\frac{8}{12}\)
4118066
Welcher der folgenden Brüche ist bereits vollständig gekürzt? Überprüfe jeden Bruch, indem du nach gemeinsamen Teilern von Zähler und Nenner suchst. a) \(\frac{21}{28}\) b) \(\frac{13}{52}\) c) \(\frac{16}{25}\) d) \(\frac{33}{55}\)

Denkanstöße

- Suche für jeden Bruch nach einer Zahl, durch die du sowohl den Zähler als auch den Nenner ohne Rest teilen kannst. - Wenn du keine Zahl außer der 1 findest, ist der Bruch bereits vollständig gekürzt. - Nutze dein Wissen über das kleine Einmaleins oder Primfaktoren.

Lösung

1. Prüfung von \(\frac{21}{28}\): Der größte gemeinsame Teiler von \(21\) und \(28\) ist \(7\). Der Bruch lässt sich durch \(7\) kürzen. 2. Prüfung von \(\frac{13}{52}\): Da \(52 = 4 \cdot 13\), ist der größte gemeinsame Teiler \(13\). Der Bruch lässt sich durch \(13\) kürzen. 3. Prüfung von \(\frac{16}{25}\): Die Primfaktoren von \(16\) sind nur die \(2\) (\(2 \cdot 2 \cdot 2 \cdot 2\)). Die Primfaktoren von \(25\) sind nur die \(5\) (\(5 \cdot 5\)). Es gibt außer der \(1\) keine gemeinsamen Teiler. 4. Prüfung von \(\frac{33}{55}\): Beide Zahlen sind durch \(11\) teilbar. 5. Ergebnis: Nur \(\frac{16}{25}\) ist bereits vollständig gekürzt.

Antwort

c) \(\frac{16}{25}\)
4118076
Jan behauptet: „Jeder Bruch, bei dem sowohl der Zähler als auch der Nenner ungerade Zahlen sind, lässt sich niemals kürzen.“ Finde unter den folgenden Brüchen das Gegenbeispiel, das Jans Behauptung widerlegt, und kürze diesen Bruch so weit wie möglich: \(\frac{7}{9}\), \(\frac{15}{25}\), \(\frac{3}{11}\), \(\frac{17}{19}\)

Denkanstöße

- Ein Gegenbeispiel ist ein Fall, in dem die Regel nicht stimmt. Suche also einen Bruch mit ungeraden Zahlen, den man doch kürzen kann. - Erinnere dich an die Teilbarkeitsregel für die Zahl 5.

Lösung

1. Überprüfung der Brüche auf gemeinsame Teiler: - \(\frac{7}{9}\): 7 und 9 haben außer 1 keinen gemeinsamen Teiler. Nicht kürzbar. - \(\frac{15}{25}\): Die Zahl \(15\) endet auf \(5\), die Zahl \(25\) ebenfalls. Beide sind durch \(5\) teilbar. - \(\frac{3}{11}\): Beide sind Primzahlen. Nicht kürzbar. - \(\frac{17}{19}\): Beide sind Primzahlen. Nicht kürzbar. 2. Kürzen des Gegenbeispiels: \(\frac{15 : 5}{25 : 5} = \frac{3}{5}\). 3. Ergebnis: Der Bruch \(\frac{15}{25}\) widerlegt die Behauptung. Vollständig gekürzt lautet er \(\frac{3}{5}\).

Antwort

Das Gegenbeispiel ist \(\frac{15}{25}\). Vollständig gekürzt ergibt dies \(\frac{3}{5}\).
4122776
Gegeben sind die Punkte \(A(2|1)\), \(B(4|3)\), \(C(6|3)\) und \(D(10|5)\) in einem Koordinatensystem. Wenn die \(x\)-Koordinate den Nenner und die \(y\)-Koordinate den Zähler eines Bruches darstellt, welche dieser Punkte repräsentieren dann Brüche mit dem gleichen Wert? Begründe deine Antwort kurz mithilfe der Begriffe Erweitern oder Kürzen.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welcher Bruch zu welchem Punkt gehört. - Wie kannst du prüfen, ob zwei Brüche denselben Wert haben? - Was passiert mit den Koordinaten eines Punktes, wenn du den zugehörigen Bruch erweiterst?

Lösung

1. Bestimmung der Brüche für jeden Punkt: \(A \rightarrow \frac{1}{2}\), \(B \rightarrow \frac{3}{4}\), \(C \rightarrow \frac{3}{6}\), \(D \rightarrow \frac{5}{10}\). 2. Kürzen der Brüche auf ihre vollständig gekürzte Form: \(\frac{3}{6} = \frac{1}{2}\) (durch 3 gekürzt) und \(\frac{5}{10} = \frac{1}{2}\) (durch 5 gekürzt). 3. Vergleich der Werte: Die Punkte \(A\), \(C\) und \(D\) repräsentieren alle den Wert \(\frac{1}{2}\). 4. Schlussfolgerung: \(A\), \(C\) und \(D\) gehören zur gleichen Bruchfamilie. \(C\) entsteht aus \(A\) durch Erweitern mit 3, und \(D\) entsteht aus \(A\) durch Erweitern mit 5.

Antwort

Die Punkte \(A\), \(C\) und \(D\) repräsentieren Brüche mit demselben Wert (\(\frac{1}{2}\)). \(C\) und \(D\) sind durch Erweitern aus dem Bruch von Punkt \(A\) hervorgegangen (oder \(A\) durch Kürzen aus den anderen).
4101956
Gegeben ist die Gleichungskette \(\frac{7}{12} = \frac{a}{84} = \frac{91}{b}\). 1. Bestimme die Werte für \(a\) und \(b\). 2. Um welchen Faktor \(k\) muss der ursprüngliche Bruch \(\frac{7}{12}\) erweitert werden, um den Nenner \(132\) zu erhalten?

Denkanstöße

- Gehe schrittweise vor und vergleiche jeden neuen Bruch immer mit dem Ausgangsbruch \(\frac{7}{12}\). - Erinnere dich daran, dass beim Erweitern das Verhältnis zwischen Zähler und Nenner gleich bleibt. - Für den zweiten Teil der Aufgabe musst du nur den Zielnenner durch den Startnenner teilen.

Lösung

1. Bestimmung von \(a\): Der Nenner \(12\) wurde auf \(84\) erweitert. Faktor: \(84 : 12 = 7\). Zähler \(a = 7 \cdot 7 = 49\). 2. Bestimmung von \(b\): Der Zähler \(7\) wurde auf \(91\) erweitert. Faktor: \(91 : 7 = 13\). Nenner \(b = 12 \cdot 13 = 156\). 3. Bestimmung von \(k\): Der Zielnenner ist \(132\). Division durch den ursprünglichen Nenner: \(132 : 12 = 11\). Der Erweiterungsfaktor ist \(k = 11\).

Antwort

1. \(a = 49\), \(b = 156\) 2. \(k = 11\)
4102006
Untersuche den Bruch \(\frac{126}{162}\). Prüfe, mit welchen der folgenden Zahlen der Bruch gekürzt werden kann: \(2, 3, 4, 6, 9\). Gib alle Zahlen an, die als gemeinsamer Teiler für diesen Bruch funktionieren.

Denkanstöße

- Woran erkennst du schnell, ob eine Zahl durch 2, 3 oder 9 teilbar ist? - Ein Bruch kann nur dann mit einer Zahl gekürzt werden, wenn diese Zahl ein Teiler des Zählers UND des Nenners ist. - Probiere die Division für jede der vorgeschlagenen Zahlen im Kopf oder schriftlich aus.

Lösung

1. Überprüfung der Teilbarkeit von 126: durch 2 (gerade Zahl: ja), durch 3 (Quersumme \(1+2+6=9\): ja), durch 4 (\(126 : 4 = 31{,}5\): nein), durch 6 (da durch 2 und 3 teilbar: ja), durch 9 (Quersumme 9: ja) 2. Überprüfung der Teilbarkeit von 162: durch 2 (gerade Zahl: ja), durch 3 (Quersumme \(1+6+2=9\): ja), durch 4 (\(162 : 4 = 40{,}5\): nein), durch 6 (da durch 2 und 3 teilbar: ja), durch 9 (Quersumme 9: ja) 3. Abgleich der gemeinsamen Teiler: Die Zahlen 2, 3, 6 und 9 teilen sowohl Zähler als auch Nenner ohne Rest.

Antwort

Der Bruch kann mit den Zahlen 2, 3, 6 und 9 gekürzt werden.
4102036
Bestimme den Wert des Platzhalters \(\Box\) in den folgenden Gleichungen: a) \(\frac{18}{24} = \frac{\Box}{4}\) b) \(\frac{15}{19} = \frac{105}{\Box}\) c) \(\frac{225}{375} = \frac{\Box}{5}\) d) \(\frac{3}{8} = \frac{123}{\Box}\)

Denkanstöße

- Schau dir an, ob Zähler und Nenner im zweiten Bruch größer oder kleiner sind, um zu entscheiden, ob erweitert oder gekürzt wurde. - Nutze die Division, um den Faktor zwischen den Zählern oder Nennern zu finden. - Kannst du den Faktor im Kopf finden oder brauchst du eine Nebenrechnung?

Lösung

1. Berechnung für a): Kürzen mit \(24 : 4 = 6\). Ergebnis: \(18 : 6 = 3\). 2. Berechnung für b): Erweitern mit \(105 : 15 = 7\). Ergebnis: \(19 \cdot 7 = 133\). 3. Berechnung für c): Kürzen mit \(375 : 5 = 75\). Ergebnis: \(225 : 75 = 3\). 4. Berechnung für d): Erweitern mit \(123 : 3 = 41\). Ergebnis: \(8 \cdot 41 = 328\).

Antwort

a) 3 b) 133 c) 3 d) 328
4102076
Bestimme die fehlende Zahl \(x\), \(y\) oder \(z\), sodass die Brüche gleichwertig sind: a) \(\frac{4}{9} = \frac{36}{x}\) b) \(\frac{42}{70} = \frac{y}{5}\) c) \(\frac{11}{13} = \frac{121}{z}\)

Denkanstöße

- Überlege, mit welcher Zahl der bekannte Teil (Zähler oder Nenner) multipliziert oder durch welche Zahl er geteilt wurde. - Was du im Zähler tust, musst du auch im Nenner tun, damit der Wert des Bruchs gleich bleibt. - Erinnerst du dich an die Regeln zum Erweitern und Kürzen von Brüchen?

Lösung

1. Teilaufgabe a): Berechnung des Erweiterungsfaktors für den Zähler: \(36 : 4 = 9\). Multiplikation des Nenners mit diesem Faktor: \(9 \cdot 9 = 81\). Somit \(x = 81\). 2. Teilaufgabe b): Berechnung des Kürzungsfaktors für den Nenner: \(70 : 5 = 14\). Division des Zählers durch diesen Faktor: \(42 : 14 = 3\). Somit \(y = 3\). 3. Teilaufgabe c): Berechnung des Erweiterungsfaktors für den Zähler: \(121 : 11 = 11\). Multiplikation des Nenners mit diesem Faktor: \(13 \cdot 11 = 143\). Somit \(z = 143\).

Antwort

a) \(x = 81\) b) \(y = 3\) c) \(z = 143\)
4102106
Ein Bruch wurde mit einer natürlichen Zahl \(k\) gekürzt. Das Ergebnis ist der Bruch \(\frac{9}{13}\). Bekannt ist, dass der Zähler des ursprünglichen Bruchs \(117\) betrug. Bestimme die Zahl \(k\) und den Nenner des ursprünglichen Bruchs.

Denkanstöße

- Wie oft passt der neue Zähler in den ursprünglichen Zähler hinein? - Erinnerst du dich an den Zusammenhang zwischen Kürzen und Erweitern? - Wenn du weißt, mit welcher Zahl der Zähler verändert wurde, muss dasselbe für den Nenner gelten.

Lösung

1. Berechnung der Zahl \(k\): Da der ursprüngliche Zähler \(117\) durch \(k\) geteilt den neuen Zähler \(9\) ergab, gilt \(117 : k = 9\). Daraus folgt \(k = 117 : 9 = 13\). 2. Berechnung des ursprünglichen Nenners: Der neue Nenner \(13\) entstand durch Division des alten Nenners durch \(k\). Also gilt \(\text{alter Nenner} = 13 \cdot k = 13 \cdot 13 = 169\).

Antwort

Die Zahl ist \(k = 13\) und der ursprüngliche Nenner war \(169\). (Der ursprüngliche Bruch war \(\frac{117}{169}\)).
4102156
Bringe die folgenden Brüche durch Kürzen in ihre Grundform (so weit wie möglich kürzen): a) \(\frac{60}{84}\) b) \(\frac{125}{1000}\) c) \(\frac{72}{108}\)

Denkanstöße

- Woran erkennst du, ob ein Bruch noch weiter gekürzt werden kann? - Helfen dir die Teilbarkeitsregeln, um einen gemeinsamen Teiler zu finden? - Du kannst auch in mehreren kleinen Schritten kürzen, wenn du den größten gemeinsamen Teiler nicht sofort siehst.

Lösung

1. Kürzen von \(\frac{60}{84}\): Bestimmung des \(\operatorname{ggT}(60, 84) = 12\). Division von Zähler und Nenner durch 12 ergibt \(\frac{5}{7}\). 2. Kürzen von \(\frac{125}{1000}\): Bestimmung des \(\operatorname{ggT}(125, 1000) = 125\). Division von Zähler und Nenner durch 125 ergibt \(\frac{1}{8}\). 3. Kürzen von \(\frac{72}{108}\): Bestimmung des \(\operatorname{ggT}(72, 108) = 36\). Division von Zähler und Nenner durch 36 ergibt \(\frac{2}{3}\).

Antwort

a) \(\frac{5}{7}\) b) \(\frac{1}{8}\) c) \(\frac{2}{3}\)
4102186
Ein vollständig gekürzter Bruch lässt sich genau dann auf eine Zehnerpotenz (\(10, 100, 1000, \dots\)) im Nenner erweitern, wenn sein Nenner keine anderen Primfaktoren als 2 und 5 besitzt. a) Warum lässt sich der Bruch \(\frac{1}{8}\) auf den Nenner 1000 erweitern, aber nicht auf den Nenner 100? b) Bestimme die kleinste Zehnerpotenz, auf die der Bruch \(\frac{7}{40}\) erweitert werden kann. c) Nenne einen Nenner zwischen 10 und 15, bei dem ein (vollständig gekürzter) Bruch niemals auf eine Zehnerpotenz erweitert werden kann. Begründe deine Wahl.

Denkanstöße

- Untersuche die Primfaktorzerlegung der Nenner. - Welche Primfaktoren stecken in 10, 100 oder 1000? - Vergleiche die Anzahl der Faktoren 2 und 5 im Nenner mit denen in der Zehnerpotenz. - Wann ist eine Zahl ein Teiler einer anderen Zahl?

Lösung

1. Analyse von Aufgabenteil a: Die Primfaktorzerlegung von 8 ist \(2^3\). Der Nenner 100 hat die Zerlegung \(2^2 \cdot 5^2\). Da \(2^3\) kein Teiler von \(2^2 \cdot 5^2\) ist (der Exponent der 2 ist zu groß), kann man nicht auf 100 erweitern. Da \(1000 = 2^3 \cdot 5^3\), ist 8 ein Teiler von 1000 und das Erweitern ist möglich. 2. Analyse von Aufgabenteil b: Die Primfaktorzerlegung von 40 ist \(2^3 \cdot 5^1\). Eine Zehnerpotenz \(10^n\) hat die Form \(2^n \cdot 5^n\). Damit 40 ein Teiler ist, muss \(n \ge 3\) und \(n \ge 1\) gelten. Der kleinste Wert ist \(n=3\), also ist die kleinste Zehnerpotenz \(10^3 = 1000\). 3. Analyse von Aufgabenteil c: Ein Nenner zwischen 10 und 15 mit anderen Primfaktoren als 2 oder 5 ist gesucht. Mögliche Nenner sind 11 (Primzahl), 12 (enthält Faktor 3), 13 (Primzahl) oder 14 (enthält Faktor 7). Beispiel: 12, da \(12 = 2^2 \cdot 3\) und der Faktor 3 nicht in Zehnerpotenzen vorkommt.

Antwort

a) \(8 = 2^3\) ist kein Teiler von \(100 = 2^2 \cdot 5^2\), aber ein Teiler von \(1000 = 2^3 \cdot 5^3\). b) Die kleinste Zehnerpotenz ist 1000. c) Zum Beispiel der Nenner 11, 12, 13 oder 14, da diese Primfaktoren außer 2 und 5 enthalten (z. B. die 3 bei der 12).
4102216
Bestimme die fehlenden Werte \(a\), \(x\) und \(y\) in der folgenden Kette gleichwertiger Brüche: \(\frac{2}{5} \xrightarrow{\text{erweitern mit } a} \frac{x}{20} \xrightarrow{\text{kürzen durch } 2} \frac{4}{y}\)

Denkanstöße

- Schau dir zuerst die Nenner im ersten Schritt an. Mit welcher Zahl wurde die 5 multipliziert, um 20 zu erhalten? - Denk daran, dass beim Erweitern Zähler und Nenner immer mit derselben Zahl multipliziert werden müssen. - Beim Kürzen gehst du genau umgekehrt vor: Du dividierst Zähler und Nenner durch dieselbe Zahl.

Lösung

1. Berechnung von \(a\): Da der Nenner von 5 auf 20 erweitert wurde, berechnet man \(20 : 5 = 4\). Somit ist \(a = 4\). 2. Berechnung von \(x\): Der Zähler 2 muss mit demselben Faktor \(a=4\) erweitert werden. \(2 \cdot 4 = 8\). Somit ist \(x = 8\). 3. Überprüfung des nächsten Schritts: Der Bruch \(\frac{8}{20}\) wird durch 2 gekürzt. Der Zähler wird zu \(8 : 2 = 4\), was mit der Angabe übereinstimmt. 4. Berechnung von \(y\): Der Nenner 20 muss ebenfalls durch 2 gekürzt werden. \(20 : 2 = 10\). Somit ist \(y = 10\).

Antwort

\(a = 4\), \(x = 8\), \(y = 10\)
4102336
Gegeben sind die Brüche \(\frac{1}{6}\) und \(\frac{3}{10}\). Welche der folgenden Zahlen sind als gemeinsamer Nenner für beide Brüche geeignet? \(20, 30, 45, 60\) Begründe deine Auswahl und erweitere beide Brüche auf den kleinsten dieser geeigneten Nenner.

Denkanstöße

- Woran erkennst du, ob eine Zahl als gemeinsamer Nenner zweier Brüche dienen kann? - Überprüfe für jede der vorgegebenen Zahlen, ob sie ein Vielfaches von 6 und gleichzeitig ein Vielfaches von 10 ist. - Wenn du einen gemeinsamen Nenner gefunden hast, wie findest du heraus, mit welcher Zahl du den Zähler multiplizieren musst?

Lösung

1. Prüfung der Teilbarkeit der vorgeschlagenen Nenner durch die ursprünglichen Nenner 6 und 10 2. Ausschluss von 20 (nicht durch 6 teilbar) und 45 (nicht durch 10 teilbar) 3. Identifikation von 30 und 60 als geeignete Nenner, da sie Vielfache von 6 und 10 sind 4. Festlegung des kleinsten geeigneten Nenners: 30 5. Erweitern von \(\frac{1}{6}\) auf den Nenner 30: \(\frac{1 \cdot 5}{6 \cdot 5} = \frac{5}{30}\) 6. Erweitern von \(\frac{3}{10}\) auf den Nenner 30: \(\frac{3 \cdot 3}{10 \cdot 3} = \frac{9}{30}\)

Antwort

Geeignete Nenner sind 30 und 60, da sie Vielfache von 6 und 10 sind. Auf dem kleinsten dieser Nenner lauten die Brüche \(\frac{5}{30}\) und \(\frac{9}{30}\).
4102396
Paul behauptet, dass die Brüche \(\frac{18}{24}\) und \(\frac{45}{60}\) den gleichen Wert haben. Überprüfe seine Behauptung, indem du beide Brüche so weit wie möglich kürzt. Zeige deine Rechenschritte.

Denkanstöße

- Was passiert, wenn du beide Brüche schrittweise kleiner machst? - Gibt es eine „einfachste“ Form für diese Brüche? - Wenn zwei Brüche nach dem vollständigen Kürzen gleich aussehen, was bedeutet das für ihren Wert?

Lösung

1. Kürzen von \(\frac{18}{24}\): Der größte gemeinsame Teiler (ggT) von 18 und 24 ist 6. Rechnung: \(\frac{18 : 6}{24 : 6} = \frac{3}{4}\). 2. Kürzen von \(\frac{45}{60}\): Der größte gemeinsame Teiler (ggT) von 45 und 60 ist 15. Rechnung: \(\frac{45 : 15}{60 : 15} = \frac{3}{4}\). 3. Vergleich: Beide vollständig gekürzten Brüche ergeben \(\frac{3}{4}\). Paul hat recht.

Antwort

Paul hat recht. Beide Brüche ergeben vollständig gekürzt \(\frac{3}{4}\).
4103446
Beim Addieren der Brüche \(\frac{1}{6}\) und \(\frac{1}{10}\) schlägt ein Schüler vor, einfach das Produkt der Nenner (\(6 \cdot 10 = 60\)) als gemeinsamen Nenner zu verwenden. a) Bestimme den kleinstmöglichen gemeinsamen Nenner (Hauptnenner) für diese beiden Brüche. b) Erkläre, warum das Produkt der Nenner hier nicht der kleinste gemeinsame Nenner ist. Beziehe dich dabei auf die Teiler der Zahlen 6 und 10. c) Unter welcher Bedingung ist das Produkt zweier Nenner gleichzeitig ihr kleinster gemeinsamer Nenner?

Denkanstöße

- Schreibe die ersten Vielfachen von 6 und 10 auf, um den kleinsten gemeinsamen Wert zu finden. - Was haben die Zahlen 6 und 10 gemeinsam, wenn du sie in ihre Primfaktoren zerlegst? - Wann „überlappen“ sich die Reihen der Vielfachen früher, als wenn man die Zahlen einfach multipliziert? - Erinnere dich an den Begriff „teilerfremd“.

Lösung

1. Vielfache von \(10\): \(10, 20, 30, 40, \dots\). Vielfache von \(6\): \(6, 12, 18, 24, 30, \dots\). Der kleinste gemeinsame Wert ist \(30\). 2. Untersuchung der Teiler: \(6\) hat die Teiler \(\{1, 2, 3, 6\}\), \(10\) hat die Teiler \(\{1, 2, 5, 10\}\). Beide Zahlen haben den gemeinsamen Faktor \(2\). 3. Erklärung: Da beide Nenner den gemeinsamen Teiler \(2\) besitzen, ist im Produkt \(60\) dieser Faktor „doppelt“ enthalten (\(2 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 5\)). Für das kgV reicht es, den gemeinsamen Faktor nur einmal zu berücksichtigen (\(2 \cdot 3 \cdot 5 = 30\)). 4. Bedingung für kgV = Produkt: Die Nenner dürfen außer der \(1\) keinen weiteren gemeinsamen Teiler haben (sie müssen teilerfremd sein).

Antwort

a) Der Hauptnenner ist 30. b) Weil 6 und 10 den gemeinsamen Teiler 2 haben. Das Produkt ist nur dann das kgV, wenn außer 1 kein gemeinsamer Teiler vorliegt. c) Das Produkt ist der Hauptnenner, wenn die Nenner teilerfremd sind.
4106086
Bringe die folgenden drei Brüche auf den kleinsten gemeinsamen Nenner (Hauptnenner): \(\frac{3}{10}\), \(\frac{4}{15}\) und \(\frac{1}{6}\).

Denkanstöße

- Kannst du eine Zahl finden, in die alle drei Nenner ohne Rest hineinpassen? - Gehe die Vielfachen der größten Zahl (hier 15) durch und prüfe, ob die anderen Zahlen auch Teiler davon sind. - Denk daran, dass du beim Erweitern Zähler und Nenner mit derselben Zahl multiplizieren musst.

Lösung

1. Bestimmung des kleinsten gemeinsamen Vielfachen (kgV) von 10, 15 und 6. 2. Vielfache von 15 prüfen: 15 (nicht durch 10 oder 6 teilbar), 30 (durch 10 und 6 teilbar). Das kgV ist 30. 3. Erweitern von \(\frac{3}{10}\) mit dem Faktor \(30 : 10 = 3\): \(\frac{3 \cdot 3}{10 \cdot 3} = \frac{9}{30}\). 4. Erweitern von \(\frac{4}{15}\) mit dem Faktor \(30 : 15 = 2\): \(\frac{4 \cdot 2}{15 \cdot 2} = \frac{8}{30}\). 5. Erweitern von \(\frac{1}{6}\) mit dem Faktor \(30 : 6 = 5\): \(\frac{1 \cdot 5}{6 \cdot 5} = \frac{5}{30}\).

Antwort

\(\frac{9}{30}; \frac{8}{30}; \frac{5}{30}\)
4122786
Ein Punkt im Koordinatensystem hat die Koordinaten \((12|15)\). Dabei ist die \(x\)-Koordinate der Nenner und die \(y\)-Koordinate der Zähler eines Bruches. a) Welcher Punkt auf der Strecke zwischen dem Ursprung \((0|0)\) und dem Punkt \((12|15)\) entspricht dem vollständig gekürzten Bruch? b) Welche Punkte mit ganzzahligen Koordinaten liegen im Inneren der Strecke, also ohne die beiden Endpunkte? Nenne ihre Koordinaten.

Denkanstöße

- Was bedeutet es für einen Bruch, „vollständig gekürzt“ zu sein? - Wenn ein Punkt auf der Geraden zum Ursprung liegt, müssen seine Koordinaten im gleichen Verhältnis stehen. - Suche nach gemeinsamen Teilern der Koordinaten.

Lösung

1. Aufstellen des Bruches: \(\frac{\text{Zähler}}{\text{Nenner}} = \frac{15}{12}\). 2. Bestimmung des größten gemeinsamen Teilers (ggT): \(\operatorname{ggT}(15, 12) = 3\). 3. Vollständiges Kürzen des Bruches: \(\frac{15 : 3}{12 : 3} = \frac{5}{4}\). 4. Identifikation des Punktes für den gekürzten Bruch: \((4|5)\). 5. Bestimmung weiterer ganzzahliger Punkte durch schrittweises Erweitern des Grundbruches: \(1 \cdot (4|5) = (4|5)\), \(2 \cdot (4|5) = (8|10)\), \(3 \cdot (4|5) = (12|15)\). 6. Ergebnis für b): Im Inneren der Strecke liegen genau zwei Punkte mit ganzzahligen Koordinaten: \((4|5)\) und \((8|10)\).

Antwort

a) Der Punkt \((4|5)\) entspricht dem vollständig gekürzten Bruch \(\frac{5}{4}\). b) Im Inneren der Strecke liegen genau zwei Punkte mit ganzzahligen Koordinaten: \((4|5)\) und \((8|10)\).
4122796
Ein Punkt \(P(3|2)\) im Koordinatensystem repräsentiert den Bruch \(\frac{2}{3}\) (\(x\) ist der Nenner, \(y\) ist der Zähler). Wenn man diesen Bruch jeweils mit 2, 3 und 4 erweitert, erhält man neue Brüche, die ebenfalls als Punkte eingezeichnet werden können. a) Gib die Koordinaten dieser drei neuen Punkte an. b) Beschreibe, wie man im Koordinatensystem von einem Punkt zum nächsten gelangt, ohne jedes Mal neu zu rechnen.

Denkanstöße

- Erweitere den Zähler und den Nenner mit derselben Zahl, um die neuen Koordinaten zu finden. - Schau dir an, wie sich die \(x\)-Werte und die \(y\)-Werte von Punkt zu Punkt verändern. - Gibt es ein regelmäßiges Muster in den Schritten?

Lösung

1. Erweitern des Bruches \(\frac{2}{3}\): Mit 2: \(\frac{2 \cdot 2}{3 \cdot 2} = \frac{4}{6} \rightarrow (6|4)\). Mit 3: \(\frac{2 \cdot 3}{3 \cdot 3} = \frac{6}{9} \rightarrow (9|6)\). Mit 4: \(\frac{2 \cdot 4}{3 \cdot 4} = \frac{8}{12} \rightarrow (12|8)\). 2. Analyse der Punktabstände: Von \((3|2)\) zu \((6|4)\) geht man 3 Einheiten nach rechts und 2 Einheiten nach oben. 3. Überprüfung des Musters: Auch von \((6|4)\) zu \((9|6)\) und von \((9|6)\) zu \((12|8)\) geht man jeweils 3 Einheiten nach rechts und 2 Einheiten nach oben. 4. Ergebnis: Man gelangt zum nächsten Punkt, indem man immer wieder die Koordinaten des Grundpunktes \((3|2)\) addiert.

Antwort

a) Die Punkte sind \((6|4)\), \((9|6)\) und \((12|8)\). b) Man gelangt von einem Punkt zum nächsten, indem man immer 3 Einheiten nach rechts (\(x\)-Richtung) und 2 Einheiten nach oben (\(y\)-Richtung) geht.
4101986
In der folgenden Kette von gleichwertigen Brüchen fehlen zwei Werte \(x\) und \(y\). Berechne diese Werte. \[ \frac{x}{9} = \frac{28}{36} = \frac{70}{y} \]

Denkanstöße

- Betrachte zuerst das Paar, bei dem du beide Nenner oder beide Zähler kennst. - Du kannst einen Bruch auch erst kürzen, um eine einfachere Basis für das Erweitern zu finden. - Was musst du mit 7 tun, um auf 70 zu kommen? Hilft dir der Bruch \(\frac{7}{9}\) dabei weiter?

Lösung

1. Berechnung von \(x\): Vergleich von \(\frac{x}{9}\) und \(\frac{28}{36}\). Der Nenner 36 wird durch 4 geteilt, um 9 zu erhalten. Division des Zählers 28 durch 4 ergibt \(x = 7\). 2. Berechnung von \(y\): Nutze den gekürzten Bruch \(\frac{7}{9}\). Um von Zähler 7 auf 70 zu kommen, wird mit 10 erweitert. 3. Multiplikation des Nenners 9 mit 10 ergibt \(y = 90\).

Antwort

\(x = 7\), \(y = 90\)
4102016
Man kann einen Bruch in einem Schritt oder schrittweise kürzen. Gegeben ist der Bruch \(\frac{210}{462}\). a) Kürze den Bruch zuerst mit 2, das Ergebnis dann mit 3 und dieses Ergebnis schließlich mit 7. Welcher vollständig gekürzte Bruch bleibt übrig? b) Mit welcher Zahl hätte man den ursprünglichen Bruch in einem einzigen Schritt kürzen müssen, um direkt zu diesem Endergebnis zu gelangen?

Denkanstöße

- Führe die Divisionen nacheinander durch und achte darauf, das Zwischenergebnis für den nächsten Schritt zu nutzen. - Wenn du nacheinander durch mehrere Zahlen teilst, entspricht das einer Teilung durch das Produkt dieser Zahlen. - Wie hängen die kleinen Zahlen aus Aufgabenteil a mit der großen Zahl aus Aufgabenteil b zusammen?

Lösung

1. Schrittweises Kürzen: \(\frac{210}{462} \xrightarrow{:2} \frac{105}{231} \xrightarrow{:3} \frac{35}{77} \xrightarrow{:7} \frac{5}{11}\) 2. Bestimmung des Gesamtkürzungsfaktors: Multiplikation der einzelnen Faktoren \(2 \cdot 3 \cdot 7 = 42\) 3. Überprüfung: \(210 : 42 = 5\) und \(462 : 42 = 11\). Der gesuchte Faktor ist 42.

Antwort

a) \(\frac{5}{11}\) b) 42
4102046
In den folgenden Ketten von gleichwertigen Brüchen fehlen einige Werte. Berechne die Platzhalter \(a, b, c\) und \(d\): 1) \(\frac{4}{7} = \frac{a}{28} = \frac{36}{b}\) 2) \(\frac{120}{180} = \frac{c}{15} = \frac{2}{d}\)

Denkanstöße

- Beziehe dich bei jedem Schritt am besten immer auf den ersten, vollständig gegebenen Bruch. - Du kannst eine lange Kette in zwei einzelne Aufgaben zerlegen. - Prüfe am Ende, ob alle Brüche in der Kette wirklich denselben Wert haben.

Lösung

1. Erste Kette: - Vergleich \(\frac{4}{7}\) und \(\frac{a}{28}\): Erweiterungsfaktor ist \(28 : 7 = 4\). Somit \(a = 4 \cdot 4 = 16\). - Vergleich \(\frac{4}{7}\) und \(\frac{36}{b}\): Erweiterungsfaktor ist \(36 : 4 = 9\). Somit \(b = 7 \cdot 9 = 63\). 2. Zweite Kette: - Vergleich \(\frac{120}{180}\) und \(\frac{c}{15}\): Kürzungsfaktor ist \(180 : 15 = 12\). Somit \(c = 120 : 12 = 10\). - Vergleich \(\frac{120}{180}\) und \(\frac{2}{d}\): Kürzungsfaktor ist \(120 : 2 = 60\). Somit \(d = 180 : 60 = 3\).

Antwort

1) \(a = 16\), \(b = 63\) 2) \(c = 10\), \(d = 3\)
4102166
Untersuche die folgenden vier Brüche: \(\frac{18}{24}\), \(\frac{25}{40}\), \(\frac{45}{60}\) und \(\frac{9}{12}\). Drei dieser Brüche sind gleichwertig (sie beschreiben denselben Anteil). Welcher Bruch passt nicht in die Gruppe? Begründe deine Entscheidung, indem du alle Brüche vollständig kürzt.

Denkanstöße

- Wie kannst du Brüche am besten vergleichen, wenn sie unterschiedliche Nenner haben? - Was passiert, wenn du jeden Bruch so weit wie möglich vereinfachst? - Haben alle Brüche nach dem Kürzen denselben Zähler und Nenner?

Lösung

1. Kürzen von \(\frac{18}{24}\): Division durch \(\operatorname{ggT}(18, 24) = 6\) ergibt \(\frac{3}{4}\). 2. Kürzen von \(\frac{25}{40}\): Division durch \(\operatorname{ggT}(25, 40) = 5\) ergibt \(\frac{5}{8}\). 3. Kürzen von \(\frac{45}{60}\): Division durch \(\operatorname{ggT}(45, 60) = 15\) ergibt \(\frac{3}{4}\). 4. Kürzen von \(\frac{9}{12}\): Division durch \(\operatorname{ggT}(9, 12) = 3\) ergibt \(\frac{3}{4}\). 5. Vergleich: Da \(\frac{18}{24} = \frac{45}{60} = \frac{9}{12} = \frac{3}{4}\), ist \(\frac{25}{40}\) der abweichende Bruch.

Antwort

Der Bruch \(\frac{25}{40}\) passt nicht in die Gruppe. Gekürzt ergeben die anderen drei Brüche jeweils \(\frac{3}{4}\), während \(\frac{25}{40}\) gekürzt \(\frac{5}{8}\) ergibt.
4102196
Wir betrachten Brüche, die sich auf den Nenner 1000 erweitern lassen. a) Bestimme alle möglichen Nenner \(n\), die kleiner oder gleich 100 sind und die diese Eigenschaft erfüllen. b) Ein Bruch mit dem Nenner \(m\) wurde mit 8 erweitert, um den Nenner 1000 zu erhalten. Wie groß ist \(m\)? Gib drei verschiedene echte Brüche mit diesem Nenner an, die man nicht weiter kürzen kann.

Denkanstöße

- Welche Zahlen sind Teiler von 1000? Nutze die Primfaktorzerlegung \(2^3 \cdot 5^3\). - Systematisches Probieren hilft: Kombiniere die Zweier- und Fünferfaktoren so, dass das Ergebnis nicht über 100 liegt. - Wann lässt sich ein Bruch mit dem Nenner 125 nicht weiter kürzen? - Erinnere dich: Ein Bruch ist unkürzbar, wenn Zähler und Nenner teilerfremd sind.

Lösung

1. Analyse der Bedingung für Teil a: Der Nenner \(n\) muss ein Teiler von \(1000 = 2^3 \cdot 5^3\) sein. Alle Teiler haben die Form \(2^a \cdot 5^b\) mit \(0 \le a \le 3\) und \(0 \le b \le 3\). 2. Auflistung der Teiler \(n \le 100\): Für \(b=0\): \(2^0=1, 2^1=2, 2^2=4, 2^3=8\) Für \(b=1\): \(5, 10, 20, 40\) Für \(b=2\): \(25, 50, 100\) Für \(b=3\): \(125\) (entfällt, da \(> 100\)) Die Werte sind: 1, 2, 4, 5, 8, 10, 20, 25, 40, 50, 100. 3. Berechnung für Teil b: Wenn \(m \cdot 8 = 1000\), dann ist \(m = 1000 : 8 = 125\). 4. Finden unkürzbarer echter Brüche mit Nenner 125: Da \(125 = 5^3\), darf der Zähler \(k\) kein Vielfaches von 5 sein und muss kleiner als 125 sein. Mögliche Beispiele: \(\frac{1}{125}, \frac{2}{125}, \frac{3}{125}\).

Antwort

a) Die Nenner sind: 1, 2, 4, 5, 8, 10, 20, 25, 40, 50, 100. b) Der Nenner ist \(m = 125\). Beispiele für unkürzbare Brüche: \(\frac{1}{125}, \frac{2}{125}, \frac{3}{125}\).
4102226
Zwei Kinder sollen den Bruch \(\frac{24}{36}\) so weit wie möglich kürzen. Leon rechnet in mehreren Schritten: Er kürzt zuerst durch 2, dann noch einmal durch 2 und schließlich durch 3. Sophie sagt: „Das geht schneller! Ich kürze einfach direkt durch 12.“ a) Berechne die Ergebnisse beider Kinder. b) Erkläre, warum beide Wege zum selben Ziel führen. c) Welchen Vorteil hat Sophies Methode und welchen Vorteil könnte Leons Methode haben?

Denkanstöße

- Führe die Rechnungen für beide Kinder Schritt für Schritt durch. Was fällt dir am Ende auf? - Untersuche die Zahlen, durch die Leon teilt. Was passiert, wenn du diese Zahlen miteinander multiplizierst? - Überlege dir, was schwieriger ist: Den größten gemeinsamen Teiler sofort zu sehen oder kleine Teiler wie 2 oder 3 zu finden.

Lösung

1. Leons Rechnung: \(\frac{24}{36} \xrightarrow{:2} \frac{12}{18} \xrightarrow{:2} \frac{6}{9} \xrightarrow{:3} \frac{2}{3}\). 2. Sophies Rechnung: \(\frac{24}{36} \xrightarrow{:12} \frac{2}{3}\). 3. Vergleich: Beide Kinder erhalten das Ergebnis \(\frac{2}{3}\). 4. Mathematische Begründung: Das Produkt von Leons Kürzungszahlen ist \(2 \cdot 2 \cdot 3 = 12\). Da nacheinander durch diese Faktoren dividiert wird, entspricht dies der Division durch ihr Produkt (den größten gemeinsamen Teiler). 5. Vor- und Nachteile: Sophies Methode ist schneller und effizienter (direktes Kürzen mit dem ggT). Leons Methode ist sicherer, wenn man große Teiler nicht sofort erkennt, da man mit kleinen Primfaktoren arbeiten kann.

Antwort

a) Beide erhalten \(\frac{2}{3}\). b) Das Produkt von Leons Teilerzahlen (\(2 \cdot 2 \cdot 3\)) ergibt genau 12, was Sophies Teiler entspricht. c) Sophies Methode ist zeitsparend. Leons Methode ist einfacher im Kopf zu rechnen, wenn man den größten gemeinsamen Teiler nicht sofort sieht.
4103456
Betrachte zwei Brüche, deren Nenner zwei aufeinanderfolgende natürliche Zahlen sind, zum Beispiel \(n\) und \(n+1\). a) Bestimme den Hauptnenner für die Paare (3, 4), (4, 5) und (7, 8). b) Welche Vermutung lässt sich für den Hauptnenner von zwei beliebigen aufeinanderfolgenden Zahlen aufstellen? c) Begründe deine Vermutung, indem du überlegst, ob zwei aufeinanderfolgende Zahlen einen gemeinsamen Teiler haben können, der größer als 1 ist. (Tipp: Wenn eine Zahl zwei Werte teilt, muss sie auch deren Differenz teilen.)

Denkanstöße

- Rechne die Beispiele in Teil a) zuerst aus und vergleiche das Ergebnis mit dem Produkt der Zahlen. - Was passiert, wenn du versuchst, eine Zahl zu finden, die zwei direkt benachbarte Zahlen teilt? Probiere es mit 2, 3 oder 4. - Wenn eine Zahl \(d\) in Schritten von \(d\) „springt“ (wie die 3er-Reihe: 3, 6, 9...), kann sie dann zwei Zahlen treffen, die direkt nebeneinander liegen? - Wie groß ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zahlen?

Lösung

1. Berechnung: \(\operatorname{kgV}(3, 4) = 12\), \(\operatorname{kgV}(4, 5) = 20\) und \(\operatorname{kgV}(7, 8) = 56\). 2. Beobachtung: In allen Fällen entspricht das kgV dem Produkt der beiden Zahlen (\(3 \cdot 4\), \(4 \cdot 5\), \(7 \cdot 8\)). 3. Vermutung: Der Hauptnenner zweier aufeinanderfolgender Zahlen ist immer ihr Produkt. 4. Begründung zur Teilerfremdheit: Angenommen, eine Zahl \(d\) teilt sowohl \(n\) als auch \(n+1\). Dann muss \(d\) auch die Differenz \((n+1) - n\) teilen. Die Differenz ist jedoch 1. Da nur die Zahl 1 die 1 teilt, muss \(d = 1\) sein. 5. Schlussfolgerung: Da aufeinanderfolgende Zahlen immer teilerfremd sind, ist ihr Hauptnenner stets ihr Produkt.

Antwort

a) 12, 20 und 56. b) Der Hauptnenner ist immer das Produkt der beiden Zahlen. c) Zwei aufeinanderfolgende Zahlen haben keinen gemeinsamen Teiler außer 1, da ein solcher Teiler auch ihre Differenz (also 1) teilen müsste. Da sie teilerfremd sind, ist ihr kgV ihr Produkt.
4106096
Ein Schüler möchte die Brüche \(\frac{5}{6}\) und \(\frac{3}{8}\) vergleichen. Er schlägt vor, \(6 \cdot 8 = 48\) als gemeinsamen Nenner zu verwenden. a) Erkläre, warum die Zahl 24 als Hauptnenner in diesem Fall vorteilhafter ist als 48. b) Bringe beide Brüche auf den Nenner 24.

Denkanstöße

- Was bedeutet der Begriff „kleinstes gemeinsames Vielfaches“ im Vergleich zu einem beliebigen gemeinsamen Vielfachen? - Gibt es einen Vorteil, wenn man mit kleineren Zahlen rechnet? - Wie oft passt die 6 in die 24 und wie oft die 8?

Lösung

1. Begründung für den Hauptnenner 24: 24 ist das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV) von 6 und 8. Die Verwendung des kleinsten gemeinsamen Nenners führt zu kleineren Zählern, was das Rechnen einfacher und weniger fehleranfällig macht. 2. Bestimmung des Erweiterungsfaktors für \(\frac{5}{6}\): \(24 : 6 = 4\). 3. Erweitern des ersten Bruchs: \(\frac{5 \cdot 4}{6 \cdot 4} = \frac{20}{24}\). 4. Bestimmung des Erweiterungsfaktors für \(\frac{3}{8}\): \(24 : 8 = 3\). 5. Erweitern des zweiten Bruchs: \(\frac{3 \cdot 3}{8 \cdot 3} = \frac{9}{24}\).

Antwort

a) 24 ist das kleinste gemeinsame Vielfache (kgV). Kleinere Zahlen machen spätere Rechnungen übersichtlicher und einfacher. b) \(\frac{20}{24}\) und \(\frac{9}{24}\).
4117696
Ein Schüler möchte die Brüche \(\frac{1}{4}\) und \(\frac{5}{6}\) vergleichen. Er überlegt, welche Zahlen als gemeinsamer Nenner geeignet sind, und schlägt 12, 24 und 30 vor. a) Welche dieser Zahlen sind als gemeinsame Nenner für beide Brüche geeignet? Begründe kurz. b) Erweitere beide Brüche auf den kleinsten dieser geeigneten Nenner. c) Welcher der beiden Brüche ist größer?

Denkanstöße

- Ein gemeinsamer Nenner muss immer eine Zahl sein, die in der Vielfachenreihe beider ursprünglichen Nenner vorkommt. - Prüfe für jede vorgeschlagene Zahl, ob sie durch 4 und durch 6 teilbar ist. - Sobald die Brüche den gleichen Nenner haben, zeigt dir der Zähler, welcher Wert größer ist.

Lösung

1. Prüfung der vorgeschlagenen Nenner: Ein gemeinsamer Nenner muss ein Vielfaches von 4 und 6 sein. Vielfache von 4: 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, ... Vielfache von 6: 6, 12, 18, 24, 30, 36, ... Geeignet sind 12 und 24. Die 30 ist kein Vielfaches von 4. 2. Erweitern auf den kleinsten geeigneten Nenner (12): \(\frac{1 \cdot 3}{4 \cdot 3} = \frac{3}{12}\) \(\frac{5 \cdot 2}{6 \cdot 2} = \frac{10}{12}\) 3. Vergleich: Da \(10 > 3\), ist \(\frac{10}{12} > \frac{3}{12}\), also ist \(\frac{5}{6} > \frac{1}{4}\).

Antwort

a) Geeignet sind 12 und 24, da sie Vielfache von 4 und 6 sind. 30 ist nicht durch 4 teilbar. b) \(\frac{3}{12}\) und \(\frac{10}{12}\) c) \(\frac{5}{6}\) ist größer.

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