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Kostenlose Arbeitsblätter

Stellen Sie aus rund 25.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Terme aus Texten aufstellen

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4118877
Das Reisebüro Atlasblick verwendet für eine Übungsaufgabe einen festen Modellkurs. Die Tabelle zeigt einige zusammengehörige Werte: <table> <tr><th>Euro (€)</th><td>1</td><td>5</td><td>10</td><td>50</td></tr> <tr><th>Złoty (PLN)</th><td>\(4{,}30\)</td><td>\(21{,}50\)</td><td>\(43{,}00\)</td><td>\(215{,}00\)</td></tr> </table> a) Bestimme aus der Tabelle den festen Umrechnungsfaktor von Euro zu Złoty und erkläre, woran du ihn erkennst. b) Stelle einen Term für den Złoty-Betrag zu einem beliebigen Euro-Betrag \(x\) auf. c) Berechne mithilfe des Terms den Modellwert für \(22\,\text{€}\).

Denkanstöße

- Vergleiche in der Tabelle jeweils Złoty-Betrag und Euro-Betrag. - Ist der Quotient in mehreren Spalten gleich? - Multipliziere den gefundenen festen Faktor anschließend mit \(x\).

Lösung

1. Zu \(1\,\text{€}\) gehören laut Tabelle \(4{,}30\,\text{PLN}\). Auch die anderen Spalten bestätigen denselben Faktor, zum Beispiel \(21{,}50:5=4{,}30\). 2. Daher lautet der Term für \(x\) Euro \(4{,}30x\). 3. Für \(x=22\) gilt \(4{,}30\cdot22=94{,}60\).

Antwort

a) Umrechnungsfaktor: \(4{,}30\); zum Beispiel \(21{,}50:5=4{,}30\). b) \(4{,}30x\) c) \(94{,}60\,\text{PLN}\)
4222697
Übersetze die folgenden Beschreibungen in mathematische Terme: a) Die Summe aus einer Zahl \(x\) und \(14\). b) Das Produkt der Variablen \(c\) und \(d\). c) Die Differenz aus der Zahl \(20\) und einer Variablen \(y\). d) Das Achtfache einer Zahl \(z\).

Denkanstöße

- Welche Rechenoperation gehört zu welchem Begriff (Summe, Produkt, Differenz)? - In welcher Reihenfolge müssen die Zahlen und Variablen bei einer Differenz stehen? - Wie schreibt man „das Achtfache“ als Rechnung?

Lösung

1. Addition von \(x\) und \(14\) ergibt den Term \(x + 14\). 2. Multiplikation von \(c\) und \(d\) ergibt den Term \(cd\). 3. Subtraktion von \(y\) von der Zahl \(20\) ergibt den Term \(20 - y\). 4. Das Achtfache von \(z\) entspricht der Multiplikation mit \(8\), also \(8z\).

Antwort

a) \(x + 14\) b) \(cd\) c) \(20 - y\) d) \(8z\)
4223277
Ein Wanderweg ist insgesamt \(w\) Kilometer lang. Eine Familie wandert am ersten Tag \(\frac{1}{5}\) der Strecke und am zweiten Tag \(\frac{2}{5}\) der Strecke. Wie viele Kilometer haben sie nach den zwei Tagen insgesamt zurückgelegt? Gib das Ergebnis in Abhängigkeit von \(w\) an.

Denkanstöße

- Kannst du die Anteile der beiden Tage zusammenrechnen? - Was ist die gesamte Strecke in diesem Problem? - Wie berechnet man einen Bruchteil von einer unbekannten Größe wie \(w\)?

Lösung

1. Addition der Anteile beider Tage: \(\frac{1}{5} + \frac{2}{5} = \frac{3}{5}\) 2. Berechnung der zurückgelegten Gesamtstrecke in Abhängigkeit von \(w\): \(\frac{3}{5} \cdot w\)

Antwort

\(\frac{3}{5} \cdot w\,\text{km}\)
4223357
Die Variablen \(x\), \(y\) und \(z\) stehen für nichtnegative Maßzahlen. 1. Wie viele Milliliter sind in \(x\) Litern? 2. Wie viele Gramm sind in \(y\) Kilogramm? 3. Wie viele Sekunden sind in \(z\) Minuten?

Denkanstöße

- Bestimme zuerst den Umrechnungsfaktor für genau eine Ausgangseinheit. - Überlege dann, wie du diesen Faktor mit einer beliebigen Maßzahl ausdrückst. - Prüfe deinen Term probeweise mit einer einfachen Zahl für die Variable.

Lösung

1. Da \(1\,\text{l} = 1000\,\text{ml}\), entsprechen \(x\) Liter \(1000x\,\text{ml}\). 2. Da \(1\,\text{kg} = 1000\,\text{g}\), entsprechen \(y\) Kilogramm \(1000y\,\text{g}\). 3. Da \(1\,\text{min} = 60\,\text{s}\), entsprechen \(z\) Minuten \(60z\,\text{s}\).

Antwort

1. \(1000x\,\text{ml}\) 2. \(1000y\,\text{g}\) 3. \(60z\,\text{s}\)
4223617
Die Buchstaben in den folgenden Angaben stehen jeweils für Ziffern von \(0\) bis \(9\). Stelle für die beschriebenen Zahlen jeweils einen passenden Term auf: 1. Eine Zahl mit \(x\) Hundertern und \(y\) Zehnern. 2. Eine Zahl mit \(a\) Tausendern, \(b\) Hundertern und \(c\) Einern. 3. Das Dreifache einer Zahl, die aus \(n\) Zehnern und \(k\) Einern besteht.

Denkanstöße

- Welche Werte haben eine Hunderter-, Zehner-, Tausender- und Einerstelle? - Schreibe die Zahl zunächst als Summe ihrer Stellenwerte. - Bei 3. bezieht sich „das Dreifache“ auf die ganze zweistellige Zahl.

Lösung

1. \(x\) Hunderter haben den Wert \(100x\), \(y\) Zehner den Wert \(10y\). Der Term ist \(100x+10y\). 2. Die Stellenwerte ergeben \(1000a+100b+c\). 3. Die Zahl aus \(n\) Zehnern und \(k\) Einern ist \(10n+k\). Ihr Dreifaches ist \(3(10n+k)\).

Antwort

1. \(100x+10y\) 2. \(1000a+100b+c\) 3. \(3(10n+k)\)
4279217
In der Bibliothek der fiktiven Käthe-Stein-Schule stehen zu Beginn eines Monats \(x\) Bücher. Während des Monats werden \(y\) Bücher neu angeschafft und \(z\) beschädigte Bücher aussortiert. a) Stelle einen Term für den Bestand am Monatsende auf. b) Berechne den Bestand für: 1) \(x=1250\), \(y=48\), \(z=15\) 2) \(x=945\), \(y=112\), \(z=37\)

Denkanstöße

- Ordne jeder Veränderung ein Plus- oder Minuszeichen zu. - Beginne mit dem Anfangsbestand. - Setze in b) die drei Werte an die passenden Stellen des Terms.

Lösung

1. Der Endbestand ist Anfangsbestand plus Zugänge minus Abgänge: \(x+y-z\). 2. Für den ersten Fall gilt \(1250+48-15=1283\). 3. Für den zweiten Fall gilt \(945+112-37=1020\).

Antwort

a) \(x+y-z\) b) 1) \(1283\) Bücher 2) \(1020\) Bücher
4279257
Für den fiktiven Auslandstarif Fernnetz gilt als Übungspreis \(0{,}05\,\text{€}\) pro verbrauchtem Megabyte (\(\text{MB}\)). Berechne die Kosten für: a) \(10\,\text{MB}\) b) \(100\,\text{MB}\) c) \(250\,\text{MB}\) d) \(1{,}5\,\text{GB}\), wobei für diese Aufgabe \(1\,\text{GB}=1000\,\text{MB}\) gilt. e) Stelle einen Term für die Kosten einer beliebigen Datenmenge \(m\,\text{MB}\) auf.

Denkanstöße

- Multipliziere die Datenmenge mit dem festen Übungspreis pro Megabyte. - Bringe bei d) zuerst beide Größen in dieselbe Dateneinheit. - Ersetze für e) die konkrete Datenmenge durch \(m\).

Lösung

1. Die Kosten entstehen durch Datenmenge mal Preis pro Megabyte. 2. Für \(10\,\text{MB}\) ergeben sich \(0{,}50\,\text{€}\). 3. Für \(100\,\text{MB}\) ergeben sich \(5{,}00\,\text{€}\). 4. Für \(250\,\text{MB}\) ergeben sich \(12{,}50\,\text{€}\). 5. \(1{,}5\,\text{GB}\) entsprechen nach der Aufgabenfestlegung \(1500\,\text{MB}\); die Kosten sind \(75{,}00\,\text{€}\). 6. Für \(m\,\text{MB}\) lautet der Kostenterm \(0{,}05m\).

Antwort

a) \(0{,}50\,\text{€}\) b) \(5{,}00\,\text{€}\) c) \(12{,}50\,\text{€}\) d) \(75{,}00\,\text{€}\) e) \(0{,}05m\) in \(\text{€}\)
5572617
Die Tabelle zeigt, wie viele gleiche Sechserpacks Bleistifte bereitliegen. <table><tr><th>Anzahl der Packs</th><th>1</th><th>2</th><th>3</th><th>5</th></tr><tr><th>Anzahl der Bleistifte</th><td>6</td><td>12</td><td>18</td><td>30</td></tr></table> Verwende \(n\) für die Anzahl der Packs. Stelle einen Term für die Gesamtzahl der Bleistifte auf und erkläre, wie du ihn aus der Tabelle erkennst.

Denkanstöße

- Vergleiche die beiden Tabellenzeilen spaltenweise. - Welche feste Anzahl gehört zu genau einem Pack? - Wie wird aus „\(n\) gleich große Gruppen mit je \(6\)“ ein Term?

Lösung

1. Pro zusätzlichem Pack kommen immer \(6\) Bleistifte hinzu. 2. Bei \(n\) Packs sind es daher \(6n\) Bleistifte.

Antwort

\(6n\). Jede Packung enthält \(6\) Bleistifte.
4119147
Ein zu Beginn leeres zylindrisches Glas wird unter einen gleichmäßig laufenden Wasserhahn gestellt. Nach \(12\,\text{s}\) beträgt die Füllhöhe im Glas genau \(4{,}2\,\text{cm}\). a) Berechne, wie hoch das Wasser nach insgesamt \(30\,\text{s}\) im Glas steht. b) Stelle einen Term auf, mit dem man die Füllhöhe \(h\) in \(\text{cm}\) für eine beliebige Zeit \(t\) in \(\text{s}\) berechnen kann. c) Das Glas hat eine Gesamthöhe von \(14\,\text{cm}\). Bestimme, nach welcher Zeit das Wasser den Rand erreicht und überzulaufen beginnt.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, um wie viele Zentimeter der Wasserspiegel in einer Sekunde steigt. - Welche Rechenoperation verbindet diese Steigrate mit einer beliebigen Zeit \(t\)? - Für c) kannst du die Multiplikation des Terms rückwärts ausführen.

Lösung

1. Pro Sekunde steigt der Wasserspiegel um \(4{,}2:12=0{,}35\,\text{cm}\). 2. Nach \(30\,\text{s}\) beträgt die Füllhöhe \(0{,}35\cdot30=10{,}5\,\text{cm}\). 3. Für eine beliebige Zeit \(t\) wird die Füllhöhe durch den Term \(0{,}35t\) beschrieben; entsprechend gilt \(h=0{,}35t\). 4. Für \(14\,\text{cm}\) werden \(14:0{,}35=40\,\text{s}\) benötigt.

Antwort

a) \(10{,}5\,\text{cm}\) b) \(h=0{,}35t\) c) \(40\,\text{s}\)
4119207
Für ein Kochprojekt gilt als vereinfachte Übungsregel: Pro Kilogramm Fleisch werden \(45\) Minuten Garzeit angesetzt; zusätzlich werden insgesamt \(20\) Minuten für Vorheizen und Ruhen eingeplant. a) Stelle einen Term für die Gesamtzeit \(G\) in Minuten auf, wenn das Fleisch \(m\) Kilogramm wiegt. b) Berechne die Gesamtzeit für ein Fleischstück mit einer Masse von \(2{,}5\,\text{kg}\). c) Für die Zubereitung wurden nach dieser Übungsregel insgesamt \(155\) Minuten benötigt. Bestimme mithilfe deiner Formel die Masse des Fleischstücks.

Denkanstöße

- Trenne den von der Masse abhängigen Zeitanteil vom festen Zeitanteil. - Was bedeutet „pro Kilogramm“ für den Faktor vor \(m\)? - Für c) kannst du die beiden Rechenschritte des Terms in umgekehrter Reihenfolge rückgängig machen.

Lösung

1. Die Gesamtzeit setzt sich aus \(45m\) Minuten Garzeit und \(20\) zusätzlichen Minuten zusammen: \(G=45m+20\). 2. Für \(m=2{,}5\) gilt \(G=45\cdot2{,}5+20=132{,}5\). Die Gesamtzeit beträgt \(132{,}5\,\text{min}\). 3. Für \(G=155\) müssen nach Abzug der festen \(20\) Minuten noch \(135\) Minuten auf die Masse entfallen. Da \(135:45=3\), beträgt die Masse \(3\,\text{kg}\).

Antwort

a) \(G=45m+20\) b) \(132{,}5\,\text{min}\) c) \(3\,\text{kg}\)
4119237
Bei einem Gewitter kann man die Entfernung zum Einschlagsort mit einer Faustregel schätzen: „Zähle die Sekunden zwischen dem Blitz und dem Donner und dividiere diese Zahl durch 3. Das Ergebnis ist die Entfernung in Kilometern.“ a) Stelle einen Term auf, der die Entfernung \(d\) (in \(\text{km}\)) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) (in Sekunden) beschreibt. b) Berechne die Entfernung für die Zeitspannen \(3\,\text{s}\), \(9\,\text{s}\) und \(15\,\text{s}\). c) Ein Beobachter misst eine Zeit von \(4{,}5\,\text{s}\). Wie weit ist das Gewitter entfernt? d) Warum handelt es sich hierbei nur um eine Schätzung? Begründe kurz unter Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit (ca. \(343\,\text{m/s}\)).

Denkanstöße

- Überlege dir, welche Rechenoperation „dividieren“ bedeutet. - Setze die gegebenen Zahlen für die Variable im Term ein. - Wie viele Meter legt der Schall in einer Sekunde zurück und wie viele Meter sind ein Kilometer?

Lösung

1. Aufstellen des Terms: Die Regel „Sekunden durch 3“ ergibt den Term \(d = \frac{t}{3}\). 2. Berechnungen für b): - Für \(t = 3\): \(d = \frac{3}{3} = 1\,\text{km}\). - Für \(t = 9\): \(d = \frac{9}{3} = 3\,\text{km}\). - Für \(t = 15\): \(d = \frac{15}{3} = 5\,\text{km}\). 3. Berechnung für c): Für \(t = 4{,}5\) ergibt sich \(d = \frac{4{,}5}{3} = 1{,}5\,\text{km}\). 4. Begründung für d): Der Schall legt in \(3\,\text{s}\) bei einer Schallgeschwindigkeit von etwa \(343\,\text{m/s}\) ungefähr \(3 \cdot 343\,\text{m} = 1029\,\text{m}\) zurück, was fast genau \(1\,\text{km}\) entspricht. Die Division durch \(3\) nutzt also den Näherungswert \(333{,}33\,\text{m/s}\). Da die Schallgeschwindigkeit von der Lufttemperatur und weiteren Luftbedingungen abhängt, bleibt es eine Schätzung.

Antwort

a) \(d = \frac{t}{3}\) b) \(1\,\text{km}\), \(3\,\text{km}\) und \(5\,\text{km}\). c) \(1{,}5\,\text{km}\). d) Es ist eine Schätzung, da die Schallgeschwindigkeit etwa \(343\,\text{m/s}\) beträgt (also etwa \(1029\,\text{m}\) in \(3\,\text{s}\)). Die Faustregel rechnet vereinfacht mit genau \(1000\,\text{m}\) pro \(3\,\text{s}\).
4122147
In den USA wird die Temperatur in Grad Fahrenheit (\(^\circ\text{F}\)) gemessen. Um einen Temperaturwert in Grad Celsius (\(^\circ\text{C}\)) in Grad Fahrenheit umzurechnen, multipliziert man den Celsiuswert mit \(1{,}8\) und addiert \(32\). a) Stelle einen Term auf, mit dem man die Temperatur in \(^\circ\text{F}\) berechnen kann. Nutze die Variable \(c\) für die Temperatur in Grad Celsius. b) Berechne mithilfe deines Terms die Fahrenheit-Werte für die folgenden Temperaturen: \(20\,^\circ\text{C}\), \(35\,^\circ\text{C}\) und \(-10\,^\circ\text{C}\).

Denkanstöße

- Überlege dir Schritt für Schritt, welche Rechenoperationen nacheinander durchgeführt werden. - Achte beim Einsetzen negativer Zahlen auf die Vorzeichenregeln bei der Multiplikation und Addition.

Lösung

1. Aufstellen des Terms: Gemäß der Beschreibung lautet der Term \(1{,}8c + 32\). 2. Berechnung für \(20\,^\circ\text{C}\): \(1{,}8 \cdot 20 + 32 = 36 + 32 = 68\). Die Temperatur beträgt \(68\,^\circ\text{F}\). 3. Berechnung für \(35\,^\circ\text{C}\): \(1{,}8 \cdot 35 + 32 = 63 + 32 = 95\). Die Temperatur beträgt \(95\,^\circ\text{F}\). 4. Berechnung für \(-10\,^\circ\text{C}\): \(1{,}8 \cdot (-10) + 32 = -18 + 32 = 14\). Die Temperatur beträgt \(14\,^\circ\text{F}\).

Antwort

a) Der Term lautet \(1{,}8c + 32\). b) Die Werte sind \(68\,^\circ\text{F}\), \(95\,^\circ\text{F}\) und \(14\,^\circ\text{F}\).
4122727
Für einen Online-Einkauf wird ein Gutschein im Wert von \(100\,\text{€}\) eingelöst. In den Warenkorb gelegt werden ein Spiel für \(24{,}99\,\text{€}\) und ein Kopfhörer für \(35{,}50\,\text{€}\). Die Versandkosten betragen \(x\,\text{€}\). a) Stelle einen Term auf, der das restliche Guthaben auf dem Gutschein beschreibt. b) Berechne das restliche Guthaben, wenn die Versandkosten \(x = 5{,}95\) betragen.

Denkanstöße

- Kannst du die festen Kosten zuerst zusammenfassen? - Was bedeutet das \(x\) in deiner Rechnung? - Wie verändert sich das Guthaben, wenn die Versandkosten steigen?

Lösung

1. Aufstellen des Terms für das restliche Guthaben: \(100 - (24{,}99 + 35{,}50 + x)\). 2. Vereinfachung des Terms durch Addition der Festpreise: \(100 - (60{,}49 + x)\) oder \(39{,}51 - x\). 3. Einsetzen des Wertes \(x = 5{,}95\) in den Term: \(39{,}51 - 5{,}95\). 4. Berechnung des Endergebnisses: \(33{,}56\,\text{€}\).

Antwort

a) Der Term lautet \(100 - (24{,}99 + 35{,}50 + x)\) oder vereinfacht \(39{,}51 - x\). b) Das restliche Guthaben beträgt \(33{,}56\,\text{€}\).
4222097
Im Kinopalast Linden kostet eine Portion Popcorn \(4{,}50\,\text{€}\) und ein Softdrink \(3{,}20\,\text{€}\). 1) Berechne die Gesamtkosten für 2 Portionen Popcorn und 3 Softdrinks. 2) Stelle einen Term für die Gesamtkosten auf, wenn man \(p\) Portionen Popcorn und \(d\) Softdrinks kauft. 3) Was berechnet man mit dem Term \(3\cdot4{,}50+3{,}20\)? 4) Amina El-Sayed kauft \(x\) Portionen Popcorn, wobei der Kaufpreis höchstens \(20\,\text{€}\) beträgt, und bezahlt mit einem 20-Euro-Schein. Erstelle einen Term für das Wechselgeld.

Denkanstöße

- Multipliziere für jede Produktsorte Stückzahl und Stückpreis. - Addiere die Kosten der verschiedenen Produktsorten. - Lies bei 3) jeden Faktor des Terms im Kontext. - Beim Wechselgeld wird der Kaufpreis vom gegebenen Geldbetrag abgezogen.

Lösung

1. Für 2 Portionen Popcorn und 3 Softdrinks gilt \(2\cdot4{,}50+3\cdot3{,}20=18{,}60\,\text{€}\). 2. Für \(p\) Portionen Popcorn und \(d\) Softdrinks lautet der Kostenterm \(4{,}50p+3{,}20d\). 3. Der Term \(3\cdot4{,}50+3{,}20\) ist der Preis für 3 Portionen Popcorn und einen Softdrink. 4. Das Wechselgeld wird durch \(20-4{,}50x\) beschrieben.

Antwort

1) \(18{,}60\,\text{€}\) 2) \(4{,}50p+3{,}20d\) 3) Der Preis für 3 Portionen Popcorn und 1 Softdrink. 4) \(20-4{,}50x\)
4222137
Bei einem Spendenlauf sammelt die Klasse 7a einen Betrag von \(x\,\text{€}\). Die Klasse 7b ist besonders erfolgreich und sammelt \(20\,\%\) mehr als die 7a. Die Klasse 7c sammelt \(50\,\text{€}\) weniger als die 7b. 1. Stelle einen Term für den Spendenbetrag der Klasse 7b in Abhängigkeit von \(x\) auf. 2. Stelle einen Term für den Spendenbetrag der Klasse 7c in Abhängigkeit von \(x\) auf. 3. Wie viel Geld haben die drei Klassen insgesamt gesammelt? Gib einen vereinfachten Term in Abhängigkeit von \(x\) an.

Denkanstöße

- Kannst du den prozentualen Zuwachs als Dezimalzahl ausdrücken? - Überlege dir Schritt für Schritt, wie viel jede Klasse einzeln gesammelt hat. - Wie findet man die Summe von mehreren Termen? - Achte darauf, welche Werte von der Variablen \(x\) abhängen und welche feststehende Zahlen sind.

Lösung

1. Berechnung des Betrags für Klasse 7b durch Erhöhung von \(x\) um \(20\,\%\): \(1{,}2x\). 2. Berechnung des Betrags für Klasse 7c durch Subtraktion von \(50\,\text{€}\) vom Betrag der 7b: \(1{,}2x - 50\). 3. Addition und Vereinfachung der Beträge aller drei Klassen: \(x + 1{,}2x + (1{,}2x - 50) = 3{,}4x - 50\).

Antwort

1. \(1{,}2x\) (oder \(x + 0{,}2x\)) 2. \(1{,}2x - 50\) 3. \(3{,}4x - 50\)
4222177
Für eine Modellrechnung wird angenommen, dass Äpfel beim Trocknen \(\frac{4}{5}\) ihres ursprünglichen Gewichts verlieren. a) Erstelle einen Term, der das Gewicht der getrockneten Äpfel angibt, wenn man von einer Menge von \(x\,\text{kg}\) frischen Äpfeln ausgeht. b) Berechne mithilfe deines Terms, wie viele Kilogramm getrocknete Äpfel man aus \(15\,\text{kg}\) frischen Äpfeln erhält.

Denkanstöße

- Was bleibt übrig, wenn ein Teil des Ganzen weggenommen wird? - Kannst du den Anteil, der übrig bleibt, als Bruch oder Dezimalzahl ausdrücken? - Wie berechnet man den Anteil einer unbekannten Menge?

Lösung

1. Der Gewichtsverlust beträgt \(\frac{4}{5}x\). Das Restgewicht ist daher \(x-\frac{4}{5}x=\frac{1}{5}x\), also auch \(0{,}2x\). 2. Für \(x=15\,\text{kg}\) gilt \(\frac{1}{5}\cdot15\,\text{kg}=3\,\text{kg}\).

Antwort

a) Der Term lautet \(\frac{1}{5}x\) oder \(0{,}2x\). b) Man erhält \(3\,\text{kg}\) getrocknete Äpfel.
4222297
Eine Wanderstrecke besteht aus zwei Abschnitten mit den Längen \(a\) Kilometern und \(b\) Kilometern. a) Stelle einen Term für die gesamte einfache Strecke auf. b) Der erste Abschnitt wird um \(2\,\text{km}\) verlängert, der zweite bleibt unverändert. Stelle einen vereinfachten Term für die neue einfache Strecke auf. c) Für Hin- und Rückweg auf der ursprünglichen Strecke schlägt Luis den Term \(a+b+2\) vor. Entscheide, ob der Term passt, und gib gegebenenfalls einen passenden Term an. Begründe kurz.

Denkanstöße

- Welche Rechenoperation verbindet zwei hintereinanderliegende Teilstrecken? - In b) ändert sich nur der erste Abschnitt. - Ein Rückweg verdoppelt nicht nur eine Zahl, sondern die gesamte ursprüngliche Strecke.

Lösung

1. Die einfache Strecke ist die Summe der beiden Abschnitte: \(a+b\). 2. Nach der Verlängerung beträgt der erste Abschnitt \(a+2\). Die neue Gesamtlänge ist \((a+2)+b=a+b+2\). 3. Beim Hin- und Rückweg wird die gesamte ursprüngliche Strecke zweimal zurückgelegt. Daher lautet der passende Term \(2(a+b)\). Der Vorschlag \(a+b+2\) addiert nur \(2\,\text{km}\) und beschreibt keinen Rückweg.

Antwort

a) \(a+b\) b) \(a+b+2\) c) Der Vorschlag ist falsch. Passend ist \(2(a+b)\), weil beide Abschnitte zweimal zurückgelegt werden.
4222307
Für den Bau eines Modells benötigt Kenji Tanaka 3 Holzleisten der Länge \(x\,\text{cm}\) und 2 Holzleisten der Länge \(y\,\text{cm}\). Stelle einen Term für die Gesamtlänge des benötigten Holzes auf. Berechne die Gesamtlänge für: 1) \(x=5\,\text{cm}\), \(y=4\,\text{cm}\) 2) \(x=2{,}5\,\text{cm}\), \(y=1{,}8\,\text{cm}\) 3) \(x=4\frac{1}{3}\,\text{cm}\), \(y=1\frac{1}{2}\,\text{cm}\)

Denkanstöße

- Zähle, wie oft die Länge \(x\) und wie oft die Länge \(y\) gebraucht wird. - Setze die gegebenen Längen erst ein, nachdem du den allgemeinen Term aufgestellt hast. - Wandle bei 3) die gemischten Zahlen bei Bedarf in unechte Brüche um.

Lösung

1. Die Gesamtlänge wird durch \(3x+2y\) beschrieben. 2. Für \(x=5\) und \(y=4\) gilt \(3\cdot5+2\cdot4=23\,\text{cm}\). 3. Für \(x=2{,}5\) und \(y=1{,}8\) gilt \(3\cdot2{,}5+2\cdot1{,}8=11{,}1\,\text{cm}\). 4. Für \(x=4\frac{1}{3}=\frac{13}{3}\) und \(y=1\frac{1}{2}=\frac{3}{2}\) gilt \(3\cdot\frac{13}{3}+2\cdot\frac{3}{2}=16\,\text{cm}\).

Antwort

Term: \(3x+2y\) 1) \(23\,\text{cm}\) 2) \(11{,}1\,\text{cm}\) 3) \(16\,\text{cm}\)
4222477
Der fiktive Kanuverleih Seebrise bietet zwei Tarife an: Tarif A: eine feste Grundgebühr von \(12\,\text{€}\) und zusätzlich \(4\,\text{€}\) pro Stunde. Tarif B: keine Grundgebühr, dafür \(7\,\text{€}\) pro Stunde. a) Stelle für beide Tarife einen Term auf, der die Gesamtkosten für eine Mietdauer von \(t\) Stunden beschreibt. b) Berechne die Kosten für eine Mietdauer von \(2\) Stunden und von \(5\) Stunden. Welcher Tarif ist jeweils günstiger? c) Erkläre die Bedeutung der Zahl \(12\) und der Variable \(t\) im Sachzusammenhang von Tarif A.

Denkanstöße

- Trenne beim ersten Tarif die feste Gebühr von den Kosten pro Stunde. - Setze für b) dieselbe Mietdauer in beide Terme ein. - Lies für c) die Bedeutung jedes Bestandteils direkt aus der Tarifbeschreibung ab.

Lösung

1. Tarif A wird durch \(12+4t\) beschrieben, Tarif B durch \(7t\). 2. Für \(t=2\) kostet Tarif A \(20\,\text{€}\) und Tarif B \(14\,\text{€}\). Tarif B ist günstiger. 3. Für \(t=5\) kostet Tarif A \(32\,\text{€}\) und Tarif B \(35\,\text{€}\). Tarif A ist günstiger. 4. Die \(12\) steht für die feste Grundgebühr in Euro; \(t\) bezeichnet die Mietdauer in Stunden.

Antwort

a) Tarif A: \(12+4t\); Tarif B: \(7t\) b) Bei \(2\,\text{h}\): \(20\,\text{€}\) und \(14\,\text{€}\), also Tarif B. Bei \(5\,\text{h}\): \(32\,\text{€}\) und \(35\,\text{€}\), also Tarif A. c) \(12\) ist die einmalige Grundgebühr in Euro; \(t\) ist die Mietdauer in Stunden.
4222487
An einem Schulkiosk werden Saftschorlen für \(1{,}50\,\text{€}\) und Brezeln für \(2{,}20\,\text{€}\) verkauft. a) Stelle einen Term für die Gesamteinnahmen auf, wenn \(s\) Schorlen und \(b\) Brezeln verkauft werden. b) Berechne die Einnahmen für den Verkauf von \(80\) Schorlen und \(55\) Brezeln. c) Angenommen, die Preise ändern sich: Eine Schorle kostet nun \(x\,\text{€}\) und eine Brezel \(y\,\text{€}\). Wie lautet der Term für die Gesamteinnahmen bei den gleichen Verkaufszahlen aus Aufgabenteil b)?

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Preis für mehrere gleiche Artikel? - Addiere die Einnahmen aus den beiden verschiedenen Artikeln. - Achte beim Einsetzen auf die richtige Zuordnung der Zahlen zu den Buchstaben. - In Teil c) bleiben die Mengen gleich, aber die Preise werden durch Variablen ersetzt.

Lösung

1. Aufstellen des Terms: Die Gesamteinnahmen \(E\) berechnen sich aus \(1{,}50s + 2{,}20b\). 2. Einsetzen der Werte \(s = 80\) und \(b = 55\): \(E = 1{,}50 \cdot 80 + 2{,}20 \cdot 55 = 120 + 121 = 241\,\text{€}\). 3. Verallgemeinerung mit neuen Variablen für die Preise: \(E = 80x + 55y\) oder kurz \(80x + 55y\).

Antwort

a) \(1{,}50s + 2{,}20b\) b) \(241\,\text{€}\) c) \(80x + 55y\)
4222557
Ein Wanderweg hat eine Gesamtlänge von \(L\,\text{km}\). Eine Wandergruppe hat vom Anfang des Wanderwegs aus entlang der vorgesehenen Route bereits eine Strecke von \(d\,\text{km}\) zurückgelegt. a) Stelle einen Term auf, mit dem man die noch verbleibende Strecke berechnen kann. b) Berechne die restliche Strecke für \(L = 18{,}5\) und \(d = 7{,}9\). c) Warum darf der Wert von \(d\) in diesem Sachzusammenhang nicht größer als \(L\) sein?

Denkanstöße

- Überlege dir, welche Rechenart man verwendet, um einen Rest zu bestimmen. - Stell dir vor, du hättest eine Schnur einer bestimmten Länge und schneidest ein Stück davon ab. - Was würde es bedeuten, wenn man mehr abschneidet, als überhaupt da ist?

Lösung

1. Aufstellen des Terms für die Differenz zwischen Gesamtlänge und bereits zurückgelegter Strecke: \(L - d\). 2. Einsetzen der gegebenen Werte in den Term: \(18{,}5 - 7{,}9 = 10{,}6\). 3. Die restliche Strecke beträgt \(10{,}6\,\text{km}\). 4. Im Sachkontext stellt \(d\) einen Teil der Gesamtstrecke \(L\) dar; man kann nicht mehr Kilometer wandern, als der Weg insgesamt lang ist, da die Reststrecke sonst negativ wäre.

Antwort

a) Der Term lautet \(L - d\). b) Die restliche Strecke beträgt \(10{,}6\,\text{km}\). c) Die zurückgelegte Strecke kann nicht größer als die Gesamtlänge des Weges sein, da die verbleibende Strecke sonst negativ wäre, was bei einer Entfernung keinen Sinn ergibt.
4222617
Übersetze die folgenden Beschreibungen in mathematische Terme mit den genannten Variablen: a) Das Produkt aus der Variablen \(x\) und der Summe der Variablen \(y\) und \(z\). b) Die Differenz aus dem Fünffachen einer Zahl \(a\) und der Zahl \(12\). c) Der Quotient, bei dem der Dividend die Differenz von \(p\) und \(q\) ist und der Divisor \(3\) beträgt.

Denkanstöße

- Welche Rechenoperation gehört zu welchem Begriff (Summe, Differenz, Produkt, Quotient)? - Achte darauf, wann Klammern gesetzt werden müssen, damit die Reihenfolge der Rechnung stimmt (Punkt-vor-Strich-Rechnung). - Was bedeuten die Begriffe Dividend und Divisor bei einer Division?

Lösung

1. Übersetzung von Teil a): Die Summe von \(y\) und \(z\) wird als \((y + z)\) geschrieben. Das Produkt mit \(x\) ergibt den Term \(x(y + z)\). 2. Übersetzung von Teil b): Das Fünffache von \(a\) ist \(5a\). Die Differenz zu \(12\) ergibt den Term \(5a - 12\). 3. Übersetzung von Teil c): Die Differenz von \(p\) und \(q\) ist \((p - q)\). Da dies der Dividend ist und durch \(3\) geteilt wird, lautet der Term \((p - q) : 3\) oder \(\frac{p - q}{3}\).

Antwort

a) \(x(y + z)\) b) \(5a - 12\) c) \((p - q) : 3\) oder \(\frac{p - q}{3}\)
4222707
Stelle für die folgenden Rechenanweisungen jeweils einen passenden Term auf: a) Das Fünffache der Differenz aus \(x\) und \(y\). b) Die Summe aus dem Produkt von \(3\) und \(a\) und dem Quotienten aus \(b\) und \(4\). c) Subtrahiere das Doppelte von \(z\) von der Zahl \(50\).

Denkanstöße

- Achte darauf, wann Klammern gesetzt werden müssen, damit die Punkt-vor-Strich-Regel die Bedeutung nicht verändert. - „Das Doppelte“ bedeutet eine Multiplikation mit einer bestimmten Zahl. - Überlege genau, welcher Teil von welchem abgezogen wird.

Lösung

1. Zuerst die Differenz \(x - y\) bilden; da das Fünffache der gesamten Differenz gesucht ist, muss diese eingeklammert werden: \(5(x - y)\). 2. Das Produkt ist \(3a\), der Quotient ist \(b : 4\) oder \(\frac{b}{4}\); die Summe beider Teile ergibt \(3a + \frac{b}{4}\). 3. Das Doppelte von \(z\) ist \(2z\); dieses wird von \(50\) abgezogen: \(50 - 2z\).

Antwort

a) \(5(x - y)\) b) \(3a + b : 4\) (oder \(3a + \frac{b}{4}\)) c) \(50 - 2z\)
4222717
Stelle für jede der folgenden Beschreibungen einen passenden mathematischen Term auf: a) Die Differenz aus dem Doppelten einer Zahl \(x\) und der Zahl \(7\). b) Der Quotient aus der Summe der Zahlen \(a\) und \(b\) und der Zahl \(3\). c) Das Produkt aus einer ganzen Zahl \(y\) und ihrem Nachfolger.

Denkanstöße

- Welche Rechenart gehört zu Begriffen wie Summe, Differenz, Produkt oder Quotient? - Was bedeutet es mathematisch, das „Doppelte“ einer Zahl zu bilden? - Wie schreibt man den Nachfolger einer beliebigen Zahl \(y\) auf? - Denke daran, Klammern zu setzen, wenn eine ganze Summe multipliziert oder dividiert werden soll.

Lösung

1. Identifikation der Rechenoperationen und Variablen für Teilaufgabe a): „Doppeltes einer Zahl \(x\)“ entspricht \(2x\), „Differenz“ bedeutet Subtraktion, also \(2x - 7\). 2. Identifikation für Teilaufgabe b): „Summe von \(a\) und \(b\)“ entspricht \(a + b\), „Quotient“ bedeutet Division der Summe durch \(3\), also \((a + b) : 3\) oder \(\frac{a + b}{3}\). 3. Identifikation für Teilaufgabe c): Der Nachfolger einer Zahl \(y\) ist \(y + 1\), das „Produkt“ verlangt eine Multiplikation beider Ausdrücke, also \(y(y + 1)\).

Antwort

a) \(2x - 7\) b) \(\frac{a + b}{3}\) oder \((a + b) : 3\) c) \(y(y + 1)\)
4223217
Omar Nasser legt pro Stunde eine Strecke von \(x\) Kilometern zurück. a) Gib jeweils einen Term für die Strecke an, die er in 4 Stunden, in 30 Minuten und in \(t\) Stunden wandert. b) Berechne die Strecke für \(x=4{,}5\) und eine Wanderzeit von 3 Stunden. c) Omar macht eine Pause und halbiert danach sein Tempo. Stelle einen Term für die gesamte Strecke auf, wenn er erst 2 Stunden mit Tempo \(x\) und dann 1 Stunde mit dem halben Tempo wandert.

Denkanstöße

- Bringe alle Zeitangaben in Stunden. - Verknüpfe Tempo und Zeit so, dass eine Strecke entsteht. - Drücke bei c) das halbe Tempo zuerst als Term aus und addiere anschließend die beiden Teilstrecken.

Lösung

1. Für 4 Stunden ergibt sich \(4x\), für 30 Minuten \(0{,}5x\) und für \(t\) Stunden \(tx\). 2. Für \(x=4{,}5\) und \(t=3\) gilt \(4{,}5\cdot3=13{,}5\). Die Strecke beträgt \(13{,}5\,\text{km}\). 3. Im letzten Fall werden \(2x\) und \(0{,}5x\) addiert. Insgesamt ergibt sich \(2{,}5x\).

Antwort

a) \(4x\); \(0{,}5x\); \(tx\) b) \(13{,}5\,\text{km}\) c) \(2{,}5x\)
4223367
Die Variablen stehen für nichtnegative Maßzahlen. 1. Wie viele Zentimeter sind in \(a\) Metern und \(b\) Dezimetern insgesamt enthalten? 2. Wie viele Cent sind in einem Betrag von \(e\) Euro und \(c\) Cent enthalten?

Denkanstöße

- Wandle die einzelnen Teile zuerst in dieselbe kleinere Einheit um. - Schreibe für jeden Teil einen Term, bevor du die Terme zusammenfasst. - Prüfe die Terme mit einfachen Zahlenwerten für die Variablen.

Lösung

1. \(a\) Meter entsprechen \(100a\,\text{cm}\), \(b\) Dezimeter entsprechen \(10b\,\text{cm}\). Insgesamt sind es \((100a + 10b)\,\text{cm}\). 2. \(e\) Euro entsprechen \(100e\,\text{ct}\). Zusammen mit \(c\) Cent ergibt sich \((100e + c)\,\text{ct}\).

Antwort

1. \((100a + 10b)\,\text{cm}\) 2. \((100e + c)\,\text{ct}\)
4223447
In einem Fitnessstudio zahlt man eine einmalige Anmeldegebühr von \(s\,\text{€}\) und einen monatlichen Beitrag von \(m\,\text{€}\). a) Stelle einen Term auf, der die Gesamtkosten für eine Mitgliedschaft von \(x\) Monaten beschreibt. b) Wie hoch sind die Gesamtkosten nach genau einem Jahr (\(x = 12\)), wenn die Anmeldegebühr \(s = 35{,}00\,\text{€}\) beträgt und der monatliche Beitrag bei \(m = 19{,}90\,\text{€}\) liegt?

Denkanstöße

- Überlege zuerst, welche Kosten nur einmal anfallen und welche sich jeden Monat wiederholen. - Wie viele Monate hat ein Jahr? Nutze diese Zahl für \(x\). - Stelle sicher, dass du am Ende die richtige Währungseinheit angibst.

Lösung

1. Aufstellen des allgemeinen Terms für die Gesamtkosten \(G\): \(G = mx + s\). 2. Einsetzen der Werte für ein Jahr (\(x = 12\)): \(19{,}90\,\text{€} \cdot 12 + 35{,}00\,\text{€}\). 3. Berechnung der monatlichen Kosten über das Jahr: \(19{,}90\,\text{€} \cdot 12 = 238{,}80\,\text{€}\). 4. Addition der einmaligen Anmeldegebühr zum Jahresbetrag: \(238{,}80\,\text{€} + 35{,}00\,\text{€} = 273{,}80\,\text{€}\).

Antwort

a) Der Term lautet \(mx + s\). b) Die Gesamtkosten nach einem Jahr betragen \(273{,}80\,\text{€}\).
4223577
Gegeben sind die drei Variablen \(x\), \(y\) und \(z\). Stelle für jede Beschreibung den passenden mathematischen Term auf: 1) Das Fünffache der Zahl \(x\). 2) Die Summe aus dem Doppelten von \(y\) und der Zahl \(z\). 3) Das Produkt aus der Zahl \(x\) und der Differenz von \(y\) und \(z\). 4) Der Quotient aus der Summe von \(x\) und \(y\) und der Zahl \(3\).

Denkanstöße

- Ordne Begriffen wie Summe, Produkt und Quotient die passende Rechenoperation zu. - Prüfe, welche Teile einer Beschreibung zuerst zusammengehören. - Setze eine Klammer, wenn eine Summe oder Differenz als Ganzes weiterverarbeitet wird.

Lösung

1. Das Fünffache von \(x\) ist \(5x\). 2. Das Doppelte von \(y\) ist \(2y\); zusammen mit \(z\) ergibt sich \(2y+z\). 3. Die Differenz von \(y\) und \(z\) ist \(y-z\); das Produkt mit \(x\) ist \(x(y-z)\). 4. Die Summe von \(x\) und \(y\) wird durch \(3\) geteilt. Der Term lautet \(\frac{x+y}{3}\).

Antwort

1) \(5x\) 2) \(2y+z\) 3) \(x(y-z)\) 4) \(\frac{x+y}{3}\)
4223997
Stelle für die folgenden Beschreibungen jeweils einen passenden mathematischen Term auf: 1. Das Dreifache der Summe von \(x\) und \(5\). 2. Die Differenz aus dem Quadrat von \(a\) und dem Doppelten von \(b\). 3. Das Quadrat der Differenz von \(x\) und \(y\). 4. Die Summe aus der Hälfte von \(z\) und der Zahl \(9\).

Denkanstöße

- Achte genau darauf, welche Operation zuerst ausgeführt werden muss (z. B. erst addieren, dann quadrieren oder umgekehrt). - Klammern legen fest, welche Operation zuerst ausgeführt wird. - Überlege dir, welche Wörter für die Grundrechenarten stehen (Summe, Differenz, Produkt, Quotient). - „Das Quadrat von etwas“ bedeutet, dass der gesamte Ausdruck hoch zwei genommen wird.

Lösung

1. Die Summe von \(x\) und \(5\) wird als \((x + 5)\) notiert. Das Dreifache davon ergibt den Term \(3(x + 5)\). 2. Das Quadrat von \(a\) ist \(a^2\), das Doppelte von \(b\) ist \(2b\). Die Differenz lautet \(a^2 - 2b\). 3. Die Differenz von \(x\) und \(y\) ist \((x - y)\). Das Quadrat dieses gesamten Ausdrucks ist \((x - y)^2\). 4. Die Hälfte von \(z\) ist \(\frac{1}{2}z\) oder \(\frac{z}{2}\). Die Summe mit \(9\) ergibt \(\frac{1}{2}z + 9\).

Antwort

1. \(3(x + 5)\) 2. \(a^2 - 2b\) 3. \((x - y)^2\) 4. \(\frac{1}{2}z + 9\) oder \(\frac{z}{2} + 9\)
4224057
Übersetze die folgenden mathematischen Beschreibungen in Terme mit Variablen, Zahlen und Rechenzeichen: a) Das Sechsfache der Summe von \(x\) und \(y\). b) Der Quotient aus der Differenz von \(a\) und \(b\) und der Zahl \(5\). c) Addiere das Dreifache von \(m\) zum Vierfachen von \(n\). d) Das Produkt aus der Summe von \(p\) und \(q\) und der Differenz derselben Zahlen.

Denkanstöße

- Achte darauf, wann Klammern nötig sind, um eine Rechenoperation vor einer anderen auszuführen. - Das Wort „von“ oder „aus“ zeigt dir oft, welche Zahlen oder Variablen zusammengehören. - Erinnere dich an die Fachbegriffe: Summe (+), Differenz (-), Produkt (\(\cdot\)) und Quotient (:). - Überlege dir bei „der Quotient aus A und B“, welche Zahl oben (Dividend) und welche unten (Divisor) steht.

Lösung

1. Die Summe von \(x\) und \(y\) wird als \((x + y)\) geschrieben. Das Sechsfache davon ergibt den Term \(6(x + y)\). 2. Die Differenz von \(a\) und \(b\) ist \((a - b)\). Der Quotient mit der Zahl \(5\) führt zu \(\frac{a - b}{5}\) oder \((a - b) : 5\). 3. Das Dreifache von \(m\) ist \(3m\) und das Vierfache von \(n\) ist \(4n\). Die Addition beider Teile ergibt \(3m + 4n\). 4. Die Summe ist \((p + q)\), die Differenz ist \((p - q)\). Das Produkt beider Klammerausdrücke lautet \((p + q)(p - q)\).

Antwort

a) \(6(x + y)\) b) \(\frac{a - b}{5}\) oder \((a - b) : 5\) c) \(3m + 4n\) d) \((p + q)(p - q)\)
4224177
Stelle für die folgenden Beschreibungen jeweils einen mathematischen Term auf: 1) Die Summe aus dem Quadrat von \(x\) und dem Vierfachen von \(y\). 2) Das Produkt aus der Differenz der Zahlen \(a\) und \(b\) und der Zahl \(7\). 3) Der Quotient aus der Summe der Zahlen \(p\) und \(q\) und der Zahl \(5\).

Denkanstöße

- Bestimme in jeder Beschreibung die Rechenoperation, die zuletzt ausgeführt wird. - Klammern helfen, eine Summe oder Differenz als zusammengehörigen Teil zu kennzeichnen. - Bei 3) wird die gesamte Summe geteilt.

Lösung

1. Die Summe lautet \(x^2+4y\). 2. Das Produkt lautet \(7(a-b)\). 3. Die Summe \(p+q\) wird als Ganzes durch \(5\) geteilt. Der Term ist \(\frac{p+q}{5}\).

Antwort

1) \(x^2+4y\) 2) \(7(a-b)\) 3) \(\frac{p+q}{5}\)
4224197
Stelle für jeden der folgenden Ausdrücke einen passenden mathematischen Term auf: 1) Die Summe aus dem Dreifachen einer Zahl \(x\) und der Zahl \(7\). 2) Das Dreifache der Summe aus einer Zahl \(x\) und der Zahl \(7\). 3) Das Quadrat der Differenz der Zahlen \(a\) und \(b\). 4) Die Differenz der Quadrate der Zahlen \(a\) und \(b\).

Denkanstöße

- Achte darauf, welche Rechenart zuerst genannt wird – sie bestimmt oft die Struktur des gesamten Terms. - Überlege dir, ob eine Klammer nötig ist, um die Priorität der Rechenoperationen (Punkt vor Strich) zu ändern. - „Das Quadrat von etwas“ bedeutet, dass das gesamte „Etwas“ hoch 2 genommen wird. - „Die Differenz der Quadrate“ bedeutet, dass du erst quadrierst und dann die Ergebnisse voneinander abziehst.

Lösung

1. Zuerst wird das Produkt aus \(3\) und \(x\) gebildet und anschließend 7 addiert: \(3x + 7\). 2. Zuerst wird die Summe aus \(x\) und \(7\) in Klammern gesetzt und das Ergebnis mit \(3\) multipliziert: \(3(x + 7)\). 3. Zuerst wird die Differenz \((a - b)\) gebildet und dieser gesamte Ausdruck quadriert: \((a - b)^2\). 4. Zuerst werden die Quadrate \(a^2\) und \(b^2\) einzeln berechnet und danach subtrahiert: \(a^2 - b^2\).

Antwort

1) \(3x + 7\) 2) \(3(x + 7)\) 3) \((a - b)^2\) 4) \(a^2 - b^2\)
4224237
Der Getränkehandel Quellklar liefert Kisten mit Mineralwasser an eine Schule. Jede Kiste enthält \(n\) Reihen mit jeweils \(f\) Flaschen. Insgesamt werden \(k\) Kisten geliefert. a) Stelle einen Term für die Gesamtzahl der gelieferten Flaschen \(G\) auf. b) Berechne \(G\) für die folgenden Werte: <table> <tr><th>\(k\) (Kisten)</th><th>\(n\) (Reihen)</th><th>\(f\) (Flaschen pro Reihe)</th></tr> <tr><td>12</td><td>3</td><td>4</td></tr> <tr><td>25</td><td>4</td><td>5</td></tr> <tr><td>40</td><td>2</td><td>10</td></tr> </table>

Denkanstöße

- Bestimme zuerst die Flaschenzahl in einer einzigen Kiste. - Überlege anschließend, wie die Anzahl der Kisten in den Term eingeht. - Setze die Tabellenwerte erst nach dem Aufstellen des allgemeinen Terms ein.

Lösung

1. In einer Kiste befinden sich \(nf\) Flaschen. Bei \(k\) Kisten gilt daher \(G=knf\). 2. Für \(k=12\), \(n=3\), \(f=4\) ergibt sich \(G=12\cdot3\cdot4=144\). 3. Für \(k=25\), \(n=4\), \(f=5\) ergibt sich \(G=25\cdot4\cdot5=500\). 4. Für \(k=40\), \(n=2\), \(f=10\) ergibt sich \(G=40\cdot2\cdot10=800\).

Antwort

a) \(G=knf\) b) \(144\), \(500\), \(800\)
4225358
Ein Regenwasserreservoir enthält nach einer ersten Entnahme noch \(V-v\) Kubikmeter Wasser. Die Restmenge soll gleichmäßig auf \(d\) Tage verteilt werden. Bezeichne die erlaubte tägliche Wassermenge in Litern mit \(p\). Aus dem Sachzusammenhang folgt die Formel \(1000(V-v)=pd\). a) Löse die Formel nach \(p\) auf. b) Berechne \(p\) für \(V=8\), \(v=2\) und \(d=30\). c) Welche Bedingung muss für \(d\) gelten?

Denkanstöße

- Welche Rechenoperation macht die Multiplikation mit \(d\) rückgängig? - Teile beide Seiten der Formel durch denselben Ausdruck. - Prüfe, welcher Ausdruck beim Umformen im Nenner steht.

Lösung

1. Aus \(1000(V-v)=pd\) soll \(p\) isoliert werden. 2. Für \(d\ne0\) wird durch \(d\) dividiert: \(p=\frac{1000(V-v)}{d}\). 3. Einsetzen ergibt \(p=\frac{1000(8-2)}{30}=\frac{6000}{30}=200\). 4. Da durch \(d\) dividiert wird, muss \(d\ne0\) gelten; im Sachzusammenhang ist \(d>0\).

Antwort

a) \(p=\frac{1000(V-v)}{d}\) b) \(200\,\text{L}\) pro Tag c) \(d\ne0\) (im Sachzusammenhang: \(d>0\))
4225397
Ein Drahtmodell einer quadratischen Pyramide besteht aus einer quadratischen Grundfläche mit der Seitenlänge \(a\) und vier zu einer Spitze führenden Seitenkanten der Länge \(s\). 1. Stelle einen Term für die Gesamtlänge \(L\) des Drahtes auf, der für den Bau dieses Modells benötigt wird. 2. Wie lautet der vereinfachte Term für die Gesamtlänge \(L\), wenn jede Seitenkante \(s\) genau doppelt so lang ist wie eine Grundkante \(a\)?

Denkanstöße

- Stelle dir vor, aus wie vielen einzelnen Drahtstücken die Grundfläche und der obere Teil der Pyramide bestehen. - Wie viele Kanten hat eine quadratische Pyramide insgesamt? - Überlege, was es mathematisch bedeutet, wenn eine Länge „doppelt so lang“ wie eine andere ist. - Kannst du Variablen mit dem gleichen Buchstaben zusammenfassen?

Lösung

1. Die quadratische Grundfläche besitzt 4 Kanten der Länge \(a\). Hinzu kommen 4 Seitenkanten der Länge \(s\). Der Term für die Gesamtlänge lautet \(L = 4a + 4s\) oder \(L = 4(a + s)\). 2. Setzt man die Bedingung \(s = 2a\) in den Term ein, erhält man \(L = 4a + 4(2a)\). Durch Multiplikation ergibt sich \(L = 4a + 8a\). Die Addition der gleichartigen Glieder führt zum vereinfachten Term \(L = 12a\).

Antwort

1. \(L = 4a + 4s\) (oder \(L = 4(a + s)\)) 2. \(L = 12a\)
4225437
Zwei Radfahrer, Lukas und Marie, wohnen in verschiedenen Dörfern, die \(s\,\text{km}\) voneinander entfernt liegen. Sie verabreden sich und fahren gleichzeitig einander entgegen. Lukas fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von \(v_L\,\text{km/h}\), Marie mit einer Geschwindigkeit von \(v_M\,\text{km/h}\). a) Stelle einen Term auf, der die Entfernung \(e\) zwischen den beiden nach einer Fahrzeit von \(t\) Stunden beschreibt (vorausgesetzt, sie sind sich noch nicht begegnet). b) Berechne die verbleibende Entfernung für die Werte \(s = 38\), \(v_L = 16\), \(v_M = 14\) und \(t = 0{,}5\).

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, um wie viele Kilometer sich die beiden pro Stunde insgesamt näher kommen. - Wie weit ist jeder einzelne nach der Zeit \(t\) gefahren? - Wie verändert sich der ursprüngliche Abstand, wenn beide aufeinander zufahren? - Achte beim Einsetzen der Zahlen auf die Einheiten.

Lösung

1. Bestimmung der Strecke, die Lukas in der Zeit \(t\) zurücklegt: \(s_L = v_L \cdot t\). 2. Bestimmung der Strecke, die Marie in der Zeit \(t\) zurücklegt: \(s_M = v_M \cdot t\). 3. Die gesamte Verringerung des Abstands ist die Summe der beiden Teilstrecken: \((v_L + v_M) \cdot t\). 4. Aufstellen des Terms für die verbleibende Entfernung \(e\): \(e = s - (v_L + v_M) \cdot t\). 5. Einsetzen der gegebenen Werte für Teilaufgabe b): \(e = 38 - (16 + 14) \cdot 0{,}5\). 6. Berechnung der Summe der Geschwindigkeiten: \(16 + 14 = 30\). 7. Multiplikation mit der Zeit: \(30 \cdot 0{,}5 = 15\). 8. Subtraktion von der Gesamtdistanz: \(38 - 15 = 23\). Das Ergebnis ist \(23\,\text{km}\).

Antwort

a) \(e = s - (v_L + v_M) \cdot t\) b) Nach \(0{,}5\) Stunden beträgt die Entfernung noch \(23\,\text{km}\).
4225497
An einem Schulkiosk kostet eine Laugenbrezel \(p\,\text{€}\) und eine Flasche Apfelsaft \(s\,\text{€}\). Für jede Saftflasche muss zusätzlich ein Pfand von \(x\,\text{€}\) bezahlt werden. a) Stelle einen Term für die Gesamtkosten auf, wenn eine Klasse 12 Brezeln und 10 Flaschen Apfelsaft kauft. b) Multipliziere die Klammer aus und vereinfache den Term. c) Berechne die Gesamtkosten für \(p=1{,}30\), \(s=1{,}15\) und \(x=0{,}25\).

Denkanstöße

- Fasse bei einer Saftflasche Preis und Pfand zunächst in einer Klammer zusammen. - Welche beiden Summanden in der Klammer werden jeweils mit \(10\) multipliziert? - Setze die Zahlen erst ein, nachdem du den Term symbolisch ausmultipliziert hast.

Lösung

1. Eine Saftflasche kostet mit Pfand \(s+x\). Für den Einkauf ergibt sich \(12p+10(s+x)\). 2. Mit dem Distributivgesetz wird \(10(s+x)=10s+10x\). Damit lautet der ausmultiplizierte Term \(12p+10s+10x\). 3. Einsetzen ergibt \(12\cdot1{,}30+10\cdot1{,}15+10\cdot0{,}25\). 4. Das sind \(15{,}60+11{,}50+2{,}50=29{,}60\,\text{€}\).

Antwort

a) \(12p+10(s+x)\) b) \(12p+10s+10x\) c) \(29{,}60\,\text{€}\)
4225727
An einer Wetterstation in den Alpen wird die Temperaturänderung über den Tag verfolgt. Am Vormittag steigt die Temperatur um \(x\,^\circ\text{C}\), am Nachmittag sinkt sie um \(y\,^\circ\text{C}\). a) Gib einen Term für die gesamte Temperaturänderung an diesem Tag an. b) Berechne die Gesamtänderung für folgende zwei Tage: 1) Tag 1: \(x = 5{,}4\) und \(y = 3{,}1\) 2) Tag 2: \(x = 2{,}8\) und \(y = 4{,}5\) c) Vergleiche die Ergebnisse. Was sagt das Vorzeichen über die Temperaturentwicklung aus?

Denkanstöße

- Stelle dir ein Thermometer vor: In welche Richtung bewegt sich die Anzeige bei \(x\) und in welche bei \(y\)? - Wie berechnet man den Unterschied zwischen einem Anstieg und einem Abfall? - Was bedeutet ein negatives Ergebnis für die Temperaturentwicklung?

Lösung

1. Aufstellen des Terms für die Gesamtänderung: \(x - y\). 2. Berechnung für Tag 1: \(5{,}4 - 3{,}1 = 2{,}3\). Die Temperatur ist insgesamt um \(2{,}3\,^\circ\text{C}\) gestiegen. 3. Berechnung für Tag 2: \(2{,}8 - 4{,}5 = -1{,}7\). Die Temperatur ist insgesamt um \(1{,}7\,^\circ\text{C}\) gesunken. 4. Interpretation des Vorzeichens: Ein positives Vorzeichen bedeutet eine Erwärmung über den Tag, ein negatives Vorzeichen eine Abkühlung im Vergleich zum Ausgangswert.

Antwort

a) Der Term lautet \(x - y\). b) Tag 1: \(2{,}3\,^\circ\text{C}\); Tag 2: \(-1{,}7\,^\circ\text{C}\). c) Ein positives Vorzeichen (Tag 1) zeigt an, dass es abends wärmer ist als morgens. Ein negatives Vorzeichen (Tag 2) zeigt an, dass es abends kälter ist als morgens.
4225767
Ein Speicherbecken dient zur Regulierung des Wasserstands eines Flusses. Pro Stunde fließen \(z\,\text{m}^3\) Wasser in das Becken hinein und \(a\,\text{m}^3\) Wasser fließen durch die Schleusen ab. a) Stelle einen Term auf, der die Änderung des Wasservolumens im Becken nach einer Stunde beschreibt. b) Interpretiere die Situation für den Fall, dass der berechnete Term den Wert \(0\) ergibt. c) Was bedeutet ein negatives Ergebnis für den Zustand des Speicherbeckens? d) Berechne die Volumenänderung pro Stunde für \(z = 1250\) und \(a = 1310\).

Denkanstöße

- Stelle dir vor, das Becken ist wie eine Badewanne mit offenem Hahn und offenem Abfluss. - Wann bleibt der Wasserstand in einem Gefäß genau gleich? - Was muss passieren, damit das Becken leerer wird?

Lösung

1. Definition des Terms für die Nettoänderung: \(z - a\). 2. Interpretation von \(z - a = 0\): Da Zufluss und Abfluss gleich groß sind (\(z = a\)), bleibt das Wasservolumen im Becken konstant. 3. Interpretation eines negativen Wertes: Wenn \(z - a < 0\), ist der Abfluss größer als der Zufluss. Das bedeutet, das Wasservolumen im Becken nimmt ab. 4. Berechnung für die gegebenen Werte: \(1250 - 1310 = -60\). Das Volumen sinkt pro Stunde um \(60\,\text{m}^3\).

Antwort

a) Term: \(z - a\) b) Bei einem Wert von \(0\) bleibt das Wasservolumen im Becken gleich (Zufluss gleich Abfluss). c) Ein negatives Ergebnis bedeutet, dass das Wasservolumen im Becken abnimmt. d) Die Änderung beträgt \(-60\,\text{m}^3\) pro Stunde.
4225797
Tim spart auf ein neues Skateboard, das \(85\,\text{€}\) kostet. Er hat bereits einen Betrag von \(y\,\text{€}\) in seinem Sparschwein. a) Stelle einen Term für die vorzeichenbehaftete Differenz „Preis minus Ersparnis“ auf. b) Berechne den Wert des Terms für \(y = 62\) und für \(y = 90\). Erkläre, was das jeweilige Ergebnis für Tim bedeutet.

Denkanstöße

- Was passiert, wenn der gesparte Betrag höher ist als der Preis? - Überlege dir zuerst, wie du rechnen würdest, wenn Tim \(50\,\text{€}\) hätte. - Was gibt das Vorzeichen des Ergebnisses über die Situation an?

Lösung

1. Aufstellen des Terms für die vorzeichenbehaftete Differenz: \(85 - y\). 2. Einsetzen von \(y = 62\): \(85 - 62 = 23\). Das Ergebnis \(23\) bedeutet, dass Tim noch \(23\,\text{€}\) fehlen. 3. Einsetzen von \(y = 90\): \(85 - 90 = -5\). Das negative Ergebnis \(-5\) bedeutet, dass Tim bereits \(5\,\text{€}\) mehr gespart hat, als das Skateboard kostet.

Antwort

a) Der Term lautet \(85 - y\). b) Bei \(y = 62\) ergibt sich \(23\); Tim fehlen noch \(23\,\text{€}\). Bei \(y = 90\) ergibt sich \(-5\); Tim hat \(5\,\text{€}\) mehr als benötigt.
4226017
Ein Bankkonto hat ein aktuelles Guthaben von \(x\,\text{€}\). Es wird eine Rechnung in Höhe von \(y\,\text{€}\) abgebucht. a) Stelle einen Term auf, der den neuen Kontostand berechnet. b) Berechne den Kontostand für \(x = 125\) und \(y = 40\). c) Berechne den Kontostand für \(x = 50\) und \(y = 85\). Erkläre, was ein negatives Ergebnis in diesem Zusammenhang für den Kontoinhaber bedeutet.

Denkanstöße

- Was passiert mit deinem Guthaben, wenn Geld weggeht? Welche Rechenart passt dazu? - Überlege dir, was es im Alltag bedeutet, wenn man mehr Geld ausgibt, als man eigentlich besitzt.

Lösung

1. Aufstellen des Terms für den neuen Kontostand durch Subtraktion des Abbuchungsbetrags vom Guthaben: \(x - y\). 2. Einsetzen der Werte für Teil b): \(125 - 40 = 85\). Der Kontostand beträgt \(85\,\text{€}\). 3. Einsetzen der Werte für Teil c): \(50 - 85 = -35\). Der Kontostand beträgt \(-35\,\text{€}\). 4. Interpretation des Vorzeichens: Ein negatives Ergebnis bedeutet, dass das Konto überzogen wurde und der Inhaber Schulden in Höhe des Betrags (hier \(35\,\text{€}\)) bei der Bank hat.

Antwort

a) Term: \(x - y\) b) \(85\,\text{€}\) c) \(-35\,\text{€}\); Das negative Vorzeichen bedeutet, dass das Konto überzogen ist (Schulden).
4238017
Ein Sparguthaben \(K\) wird für ein Jahr mit einem Zinssatz von \(p\,\%\) verzinst. Stelle einen allgemeinen Term auf, um das Guthaben nach einem Jahr zu berechnen. Bestimme das neue Guthaben für die folgenden Werte: 1) \(K = 2500\,\text{€}\); \(p = 2\) 2) \(K = 12\,000\,\text{€}\); \(p = 1{,}4\)

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Anteil eines Prozentsatzes von einem Grundwert? - Überlege, ob das Guthaben am Ende mehr oder weniger als zu Beginn sein muss. - Kannst du den Prozentsatz als Dezimalzahl schreiben, um die Rechnung zu vereinfachen? - Wie setzt man die gegebenen Zahlen in deinen Term ein?

Lösung

1. Aufstellen des Terms für das Guthaben nach einem Jahr: \(K \cdot (1 + \frac{p}{100})\) oder \(K + \frac{K \cdot p}{100}\). 2. Berechnung für Fall 1: \(2500\,\text{€} \cdot (1 + \frac{2}{100}) = 2500\,\text{€} \cdot 1{,}02 = 2550\,\text{€}\). 3. Berechnung für Fall 2: \(12\,000\,\text{€} \cdot (1 + \frac{1{,}4}{100}) = 12\,000\,\text{€} \cdot 1{,}014 = 12\,168\,\text{€}\).

Antwort

Der Term lautet \(K \cdot (1 + \frac{p}{100})\). 1) \(2550\,\text{€}\) 2) \(12\,168\,\text{€}\)
4238027
Das fiktive Modehaus Silberfaden reduziert den ursprünglichen Preis \(x\) eines Artikels um \(r\,\%\). Stelle einen Term für den neuen Preis auf und berechne ihn für: 1) \(x=45\,\text{€}\), \(r=20\) 2) \(x=129\,\text{€}\), \(r=15\)

Denkanstöße

- Welcher Prozentsatz des ursprünglichen Preises bleibt nach der Reduzierung übrig? - Schreibe diesen verbleibenden Anteil als Faktor in Abhängigkeit von \(r\). - Setze die Zahlenwerte erst ein, nachdem der allgemeine Term steht.

Lösung

1. Nach einer Reduzierung um \(r\,\%\) bleiben \(100-r\) Prozent des ursprünglichen Preises. Der neue Preis ist daher \(x\left(1-\frac{r}{100}\right)\). 2. Für \(x=45\) und \(r=20\) gilt \(45\cdot0{,}8=36\,\text{€}\). 3. Für \(x=129\) und \(r=15\) gilt \(129\cdot0{,}85=109{,}65\,\text{€}\).

Antwort

Term: \(x\left(1-\frac{r}{100}\right)\) 1) \(36\,\text{€}\) 2) \(109{,}65\,\text{€}\)
4238218
Für eine gleichförmige Bewegung gilt die Formel \(s=vt\), wobei \(s\) die Strecke, \(v\) die Geschwindigkeit und \(t\) die Zeit bezeichnet. Im Sachzusammenhang gelten \(s>0\), \(v>0\) und \(t>0\). a) Löse die Formel nach \(v\) auf. b) Löse die Formel nach \(t\) auf. c) Berechne \(v\) für \(s=52{,}5\,\text{km}\) und \(t=2{,}5\,\text{h}\). d) Berechne \(t\) für \(s=18{,}9\,\text{km}\) und \(v=12{,}6\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\).

Denkanstöße

- Welche Größe multipliziert in der Ausgangsformel jeweils die gesuchte Variable? - Mache diese Multiplikation durch Division rückgängig. - Prüfe nach dem Umformen, welche Größe im Nenner nicht null sein darf.

Lösung

1. Aus \(s=vt\) folgt für \(t\ne0\): \(v=\frac{s}{t}\). 2. Für \(v\ne0\) folgt entsprechend \(t=\frac{s}{v}\). 3. Für Teil c) gilt \(v=52{,}5:2{,}5=21\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\). 4. Für Teil d) gilt \(t=18{,}9:12{,}6=1{,}5\,\text{h}\).

Antwort

a) \(v=\frac{s}{t}\) b) \(t=\frac{s}{v}\) c) \(21\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\) d) \(1{,}5\,\text{h}\)
4238278
Vier Maschinen vom Typ A füllen jeweils \(x\) Flaschen pro Minute, fünf Maschinen vom Typ B jeweils \(y\) Flaschen pro Minute. Für einen Auftrag über \(F\) Flaschen gilt daher \(F=(4x+5y)t\). a) Löse die Formel nach der Zeit \(t\) auf. b) Berechne \(t\) für \(x=25\), \(y=20\) und \(F=4000\). c) Welche Bedingung muss für \(4x+5y\) gelten?

Denkanstöße

- Der gesamte Klammerausdruck multipliziert die gesuchte Zeit. - Mache diese Multiplikation durch Division rückgängig. - Prüfe den Divisor, bevor du die umgestellte Formel verwendest.

Lösung

1. Aus \(F=(4x+5y)t\) folgt durch Division durch \(4x+5y\): \(t=\frac{F}{4x+5y}\). 2. Diese Division ist nur für \(4x+5y\ne0\) zulässig. 3. Einsetzen ergibt \(t=\frac{4000}{4\cdot25+5\cdot20}=\frac{4000}{200}=20\).

Antwort

a) \(t=\frac{F}{4x+5y}\) b) \(20\) Minuten c) \(4x+5y\ne0\)
4238328
Zwei Leitungen füllen gemeinsam ein Becken. Leitung A fördert \(x\) Liter pro Minute mit \(x>0\), Leitung B \(5\) Liter pro Minute mehr. Für das Beckenvolumen \(V\) und die Füllzeit \(t\) gilt \(V=(2x+5)t\). a) Löse die Formel nach \(t\) auf. b) Berechne \(t\) für \(V=750\) und \(x=35\). c) Führe eine Probe in der ursprünglichen Formel durch.

Denkanstöße

- Behandle \(2x+5\) beim Umformen als einen vollständigen Faktor. - Mache die Multiplikation mit diesem Faktor rückgängig. - Setze für die Probe in die ursprüngliche Formel ein.

Lösung

1. Der Faktor vor \(t\) ist \(2x+5\). 2. Für \(2x+5\ne0\) gilt \(t=\frac{V}{2x+5}\). 3. Einsetzen ergibt \(t=\frac{750}{75}=10\) Minuten. 4. Probe: \((2\cdot35+5)\cdot10=75\cdot10=750\).

Antwort

a) \(t=\frac{V}{2x+5}\) b) \(10\) Minuten c) \((2\cdot35+5)\cdot10=750\)
4238437
Für ein Schulfest werden \(n\) Kästen Limonade gekauft. In jedem Kasten befinden sich \(k\) Flaschen, die jeweils \(v\) Liter Inhalt haben. Es werden nur Werte betrachtet, bei denen die gesamte Limonadenmenge ein Vielfaches von \(0{,}25\,\text{l}\) ist. a) Stelle einen Term für die Gesamtmenge \(L\) der Limonade in Litern auf. b) Aus der Limonade werden Becher mit jeweils \(0{,}25\,\text{l}\) Inhalt vollständig gefüllt. Stelle einen Term für die Anzahl der vollständig gefüllten Becher \(B\) auf. c) Berechne \(L\) und \(B\) für \(n=20\), \(k=12\) und \(v=0{,}7\,\text{l}\).

Denkanstöße

- Wie viele Flaschen sind insgesamt vorhanden? - Wie erhältst du aus Flaschenzahl und Inhalt je Flasche die Gesamtmenge in Litern? - Welche Rechnung zeigt, wie oft \(0{,}25\,\text{l}\) in die Gesamtmenge passt?

Lösung

1. Insgesamt gibt es \(nk\) Flaschen. Mit jeweils \(v\) Litern ergibt sich \(L=nkv\). 2. Ein Becher enthält \(0{,}25\,\text{l}\). Daher ist \(B=\frac{nkv}{0{,}25}=4nkv\). 3. Für die gegebenen Werte gilt \(L=20\cdot12\cdot0{,}7=168\,\text{l}\). 4. Damit ist \(B=168:0{,}25=672\).

Antwort

a) \(L=nkv\) b) \(B=\frac{nkv}{0{,}25}=4nkv\) c) \(L=168\,\text{l}\) und \(B=672\) Becher.
4239298
Eine Jugendgruppe plant mit \(n\) Personen und \(t\) Tagen. Wenn \(k\) Personen absagen, reicht derselbe Vorrat \(T\) Tage. Bei einem Paket pro Person und Tag gilt \(nt=(n-k)T\), wobei \(0\le k<n\). a) Löse die Formel nach \(T\) auf. b) Berechne \(T\) für \(n=24\), \(t=10\) und \(k=4\). c) Wie viele Tage länger reicht der Vorrat in diesem Fall?

Denkanstöße

- Welcher Faktor steht in der Ausgangsformel direkt vor \(T\)? - Mache diese Multiplikation durch Division rückgängig. - Nutze die Bedingung \(k<n\), um den Nenner im Sachzusammenhang zu beurteilen.

Lösung

1. Aus \(nt=(n-k)T\) folgt für \(n-k\ne0\): \(T=\frac{nt}{n-k}\). 2. Mit den Zahlenwerten ist \(T=\frac{24\cdot10}{20}=12\) Tage. 3. Der Vorrat reicht \(12-10=2\) Tage länger.

Antwort

a) \(T=\frac{nt}{n-k}\) b) \(12\) Tage c) \(2\) Tage länger
4239338
Von \(x\) Litern Saft bleiben nach dem Verbrauch von \(y\) Litern noch \(x-y\) Liter übrig. Werden täglich \(m\) Milliliter verbraucht, soll der Rest für \(n\) Tage reichen. Es gilt daher \(1000(x-y)=nm\). a) Löse die Formel nach \(m\) auf. b) Berechne \(m\) für \(x=8\), \(y=2\) und \(n=25\). c) Welche Bedingung muss für \(n\) gelten?

Denkanstöße

- Welcher Faktor multipliziert \(m\) in der Ausgangsformel? - Teile beide Seiten durch diesen Faktor. - Begründe die Nennerbedingung sowohl algebraisch als auch im Kontext.

Lösung

1. Aus \(1000(x-y)=nm\) folgt für \(n\ne0\): \(m=\frac{1000(x-y)}{n}\). 2. Einsetzen ergibt \(m=\frac{1000(8-2)}{25}=240\) Milliliter. 3. Da durch \(n\) dividiert wird, muss \(n\ne0\) gelten; im Sachzusammenhang ist \(n>0\).

Antwort

a) \(m=\frac{1000(x-y)}{n}\) b) \(240\,\text{mL}\) pro Tag c) \(n\ne0\) (im Sachzusammenhang: \(n>0\))
4239348
Ein Sportverein kauft Ausrüstung für insgesamt \(K\) Euro. Die Gemeinde zahlt einen Zuschuss von \(Z\) Euro. Die restlichen Kosten werden auf \(s\) Mitglieder mit \(s>0\) verteilt; jedes Mitglied zahlt \(B\) Euro. Daher gilt \(K=Z+sB\). a) Löse die Formel nach \(B\) auf. b) Berechne \(B\) für \(K=540\), \(Z=120\) und \(s=15\). c) Führe eine Probe in der ursprünglichen Formel durch.

Denkanstöße

- Entferne zuerst den Zuschuss-Term auf der rechten Seite. - Isoliere danach \(B\), indem du die Multiplikation mit \(s\) rückgängig machst. - Prüfe das Ergebnis in der ursprünglichen Formel, nicht in der bereits umgestellten Form.

Lösung

1. Subtraktion von \(Z\) ergibt \(K-Z=sB\). 2. Für \(s\ne0\) folgt \(B=\frac{K-Z}{s}\). 3. Einsetzen ergibt \(B=\frac{420}{15}=28\) Euro. 4. Probe: \(120+15\cdot28=120+420=540\).

Antwort

a) \(B=\frac{K-Z}{s}\) b) \(28\,\text{€}\) c) \(120+15\cdot28=540\)
4240667
Ein Aquarium mit einem Fassungsvermögen von \(V\) Litern ist zu einem Drittel mit Wasser gefüllt. Darin sind \(k\) Gramm Salz gelöst. Für einen Zielwert von \(m\) Gramm Salz pro Liter gelte \(mV\ge k\). a) Stelle einen Term für das aktuelle Wasservolumen auf. b) Stelle einen Term für die Salzmenge auf, die im aktuell vorhandenen Wasser für eine Konzentration von \(m\) Gramm pro Liter nötig wäre. c) Das Aquarium wird bis zum Rand mit Wasser aufgefüllt. Stelle einen Term für die zusätzliche Salzmenge auf, die dann benötigt wird, damit im vollen Aquarium die Konzentration \(m\) Gramm pro Liter beträgt.

Denkanstöße

- Welcher Bruchteil des gesamten Fassungsvermögens ist anfangs gefüllt? - Salzmenge erhältst du aus Konzentration mal Volumen. - Ziehe in c) die bereits vorhandene Salzmenge von der benötigten Zielmenge ab.

Lösung

1. Ein Drittel des Fassungsvermögens ist \(\frac{V}{3}\) Liter. 2. Bei \(m\) Gramm Salz pro Liter wären im aktuellen Volumen \(m\cdot\frac{V}{3}=\frac{mV}{3}\) Gramm Salz nötig. 3. Im vollen Aquarium beträgt die Ziel-Salzmasse \(mV\) Gramm. 4. Bereits vorhanden sind \(k\) Gramm. Daher müssen zusätzlich \(mV-k\) Gramm zugegeben werden.

Antwort

a) \(\frac{V}{3}\) b) \(\frac{mV}{3}\) c) \(mV-k\)
4240707
Der fiktive Streamingdienst Filmfuchs bietet zwei Tarife: Tarif „Basis“: monatliche Grundgebühr \(G\) Euro und zusätzlich \(k\) Euro pro geliehenem Film. Tarif „Premium“: feste monatliche Grundgebühr \(P\) Euro; alle Filme sind ohne Zusatzkosten enthalten. a) Stelle für „Basis“ einen Term für die Gesamtkosten \(K_B\) bei \(n\) geliehenen Filmen auf. b) Stelle einen Term für die Kostendifferenz \(K_P-K_B\) auf. c) Was bedeutet es, wenn der Term aus b) den Wert \(0\) hat?

Denkanstöße

- Trenne beim Basistarif feste und variable Kosten. - Für die Differenz wird der gesamte Basistarif vom Premiumpreis abgezogen. - Überlege, was eine Preisdifferenz von \(0\) im Sachzusammenhang bedeutet.

Lösung

1. Für „Basis“ gilt \(K_B=G+nk\). 2. Für „Premium“ gilt \(K_P=P\). 3. Die Differenz ist \(P-(G+nk)=P-G-nk\). 4. Ist diese Differenz \(0\), sind beide Tarife bei dieser Filmzahl gleich teuer.

Antwort

a) \(K_B=G+nk\) b) \(P-(G+nk)\) oder \(P-G-nk\) c) Beide Tarife kosten bei dieser Filmzahl gleich viel.
4279197
Am Obststand Sonnenkorb kauft Ravi Patel 6 Äpfel und bezahlt insgesamt \(4{,}50\,\text{€}\). 1) Berechne den Preis für einen einzelnen Apfel. 2) Stelle einen allgemeinen Term für den Gesamtpreis \(G\) auf, wenn man \(n\) Äpfel zum Stückpreis \(p\) kauft. 3) Berechne mit deinem Term: a) \(n=15\) bei \(p=0{,}60\,\text{€}\) b) \(n=8\) bei \(p=1{,}10\,\text{€}\)

Denkanstöße

- Teile in 1) den Gesamtpreis durch die Stückzahl. - Der allgemeine Gesamtpreis entsteht aus Anzahl mal Stückpreis. - Setze bei 3) jeweils beide gegebenen Werte in den allgemeinen Term ein.

Lösung

1. Der Stückpreis ist \(4{,}50\,\text{€}:6=0{,}75\,\text{€}\). 2. Für \(n\) Stück zum Preis \(p\) gilt \(G=np\). 3. Für a) ergibt sich \(15\cdot0{,}60\,\text{€}=9{,}00\,\text{€}\). 4. Für b) ergibt sich \(8\cdot1{,}10\,\text{€}=8{,}80\,\text{€}\).

Antwort

1) \(0{,}75\,\text{€}\) 2) \(G=np\) 3) a) \(9{,}00\,\text{€}\) b) \(8{,}80\,\text{€}\)
4279207
Eine Wandergruppe legt ihren Weg in zwei verschiedenen Abschnitten zurück. 1) Auf dem ersten Abschnitt wandert die Gruppe für \(t_1\) Stunden mit einer Geschwindigkeit von \(v_1\). Auf dem zweiten Abschnitt wandert sie für \(t_2\) Stunden mit einer Geschwindigkeit von \(v_2\). Stelle einen Term für die gesamte Wanderstrecke \(s\) auf. 2) Berechne die gesamte Strecke in Kilometern für: \(t_1 = 2\,\text{h}\) bei \(v_1 = 5\,\text{km/h}\) und \(t_2 = 3\,\text{h}\) bei \(v_2 = 4\,\text{km/h}\). 3) Wie würde sich der Term für die Gesamtstrecke \(s\) verändern, wenn die Wanderer die gesamte Zeit (also \(t_1 + t_2\)) mit einer einzigen, gleichbleibenden Geschwindigkeit \(v\) wandern würden? Notiere den neuen Term.

Denkanstöße

- Kannst du die Wanderung in zwei einzelne Teile zerlegen und für jeden Teil die Entfernung bestimmen? - Wie findet man die Gesamtlänge eines Weges heraus, wenn man die Längen der einzelnen Abschnitte kennt? - Überlege, was passiert, wenn man zwei verschiedene Geschwindigkeiten durch eine einzige ersetzt. - Denke an die Klammerregeln, wenn du eine Geschwindigkeit mit einer zusammengesetzten Zeitdauer multiplizierst.

Lösung

1. Bestimmung der Teilstrecken durch Multiplikation von Zeit und Geschwindigkeit: \(s_1 = v_1 \cdot t_1\) und \(s_2 = v_2 \cdot t_2\). 2. Addition der Teilstrecken zum Gesamtweg-Term: \(s = v_1 \cdot t_1 + v_2 \cdot t_2\). 3. Einsetzen der numerischen Werte: \(s = 5\,\text{km/h} \cdot 2\,\text{h} + 4\,\text{km/h} \cdot 3\,\text{h} = 10\,\text{km} + 12\,\text{km} = 22\,\text{km}\). 4. Anpassung des Terms für eine konstante Geschwindigkeit über die gesamte Zeitdauer \(T = t_1 + t_2\): \(s = v \cdot (t_1 + t_2)\).

Antwort

1) \(s = v_1 \cdot t_1 + v_2 \cdot t_2\) 2) \(22\,\text{km}\) 3) \(s = v \cdot (t_1 + t_2)\)
4279227
Für einen Klassenausflug wird ein Bus gemietet. Die Kosten setzen sich aus einer festen Grundgebühr von \(G\) Euro und einem Betrag von \(p\) Euro pro teilnehmender Person zusammen. Es nehmen insgesamt \(n\) Personen am Ausflug teil. a) Stelle einen Term für die Gesamtkosten \(K\) des Busses auf. b) Berechne die Gesamtkosten für folgende Szenarien: 1) \(G = 120{,}00\,\text{€}\), \(p = 14{,}50\,\text{€}\) pro Person, \(n = 24\) 2) \(G = 85{,}00\,\text{€}\), \(p = 18{,}00\,\text{€}\) pro Person, \(n = 28\)

Denkanstöße

- Welche Kosten fallen nur einmal an und welche hängen von der Anzahl der Personen ab? - Erinnere dich an die Regel „Punkt vor Strich“, wenn du den Wert des Terms berechnest. - Achte darauf, die Einheiten (Euro) im Endergebnis korrekt anzugeben.

Lösung

1. Aufstellen des Terms: Die Gesamtkosten setzen sich aus der einmaligen Grundgebühr \(G\) und dem Produkt aus Teilnehmerzahl \(n\) und Preis pro Person \(p\) zusammen. Der Term lautet \(K = G + np\). 2. Berechnung für Szenario 1: Einsetzen der Werte ergibt \(120{,}00 + 24 \cdot 14{,}50\). Zuerst wird die Multiplikation ausgeführt: \(24 \cdot 14{,}50 = 348{,}00\). Die Addition mit der Grundgebühr ergibt \(120{,}00 + 348{,}00 = 468{,}00\). Die Kosten betragen \(468{,}00\,\text{€}\). 3. Berechnung für Szenario 2: Einsetzen der Werte ergibt \(85{,}00 + 28 \cdot 18{,}00\). Die Multiplikation ergibt \(28 \cdot 18{,}00 = 504{,}00\). Die Addition ergibt \(85{,}00 + 504{,}00 = 589{,}00\). Die Kosten betragen \(589{,}00\,\text{€}\).

Antwort

a) Der Term lautet \(K = G + np\). b) Ergebnisse: 1) \(468{,}00\,\text{€}\) 2) \(589{,}00\,\text{€}\)
4279237
Eine Guthabenkarte für einen Online-Shop hat einen Wert von \(G\) Euro. Es wird ein Spiel für einen Preis von \(p\) Euro gekauft. a) Stelle einen Term für das restliche Guthaben \(R\) auf der Karte auf. b) Berechne den Wert von \(R\), wenn die Karte ursprünglich \(G = 25{,}00\,\text{€}\) wert war und das Spiel \(p = 12{,}99\,\text{€}\) kostet. c) Was bedeutet es für den Käufer, wenn in der Rechnung \(p = G\) gilt? d) Kann der Preis \(p\) größer als das ursprüngliche Guthaben \(G\) sein, wenn der Kauf ausschließlich mit dieser Karte bezahlt werden soll? Begründe deine Antwort kurz.

Denkanstöße

- Stelle dir vor, du hast eine Karte mit Geld und kaufst etwas. Wie viel ist danach noch drauf? - Was passiert mathematisch, wenn man einen Betrag von einem anderen abzieht? - Überlege, was die Buchstaben \(G\) und \(p\) in der echten Welt bedeuten. - Kann man mehr Geld ausgeben, als auf einer Prepaid-Karte vorhanden ist?

Lösung

1. Aufstellen des Terms für das Restguthaben durch Subtraktion des Preises vom Gesamtwert: \(R = G - p\). 2. Einsetzen der Werte \(G = 25{,}00\) und \(p = 12{,}99\): \(25{,}00 - 12{,}99 = 12{,}01\). Das restliche Guthaben beträgt \(12{,}01\,\text{€}\). 3. Interpretation des Falls \(p = G\): Das restliche Guthaben ist \(0\), was bedeutet, dass der Kartenwert exakt für den Kauf ausgereicht hat und nun aufgebraucht ist. 4. Analyse der Bedingung \(p > G\): Dies ist im Sachkontext nicht möglich, da die Karte nur Zahlungen bis zu ihrem eigenen Wert abdeckt und kein negatives Guthaben (Schulden) zulässt.

Antwort

a) \(R = G - p\) b) \(12{,}01\,\text{€}\) c) Das Guthaben ist nach dem Kauf genau \(0\,\text{€}\) (vollständig aufgebraucht). d) Nein, da eine Guthabenkarte nicht überzogen werden kann; der Kaufpreis darf den Kartenwert nicht überschreiten.
4279277
Bei einer Subtraktion ist der Subtrahend \(s\) und die Differenz \(72\). a) Stelle einen Term für den Minuenden auf. b) Berechne den Minuenden für \(s=38\). c) Erkläre kurz, warum dein Term zum Zusammenhang passt.

Denkanstöße

- Welche beiden Größen sind bekannt, und welche soll als Term beschrieben werden? - Überlege mit einer einfachen Zahlenaufgabe, wie man aus Differenz und Subtrahend den Minuenden erhält. - Prüfe deinen Term, indem du den gegebenen Wert für \(s\) einsetzt.

Lösung

1. Für den Minuenden gilt der Term \(72+s\), denn Minuend minus Subtrahend ergibt die Differenz. 2. Für \(s=38\) ergibt sich \(72+38=110\). 3. Setzt man \(110\) als Minuenden ein, gilt \(110-38=72\).

Antwort

a) \(72+s\) b) \(110\) c) Der Term passt, weil \((72+s)-s=72\).
4279287
Die Summe von drei natürlichen Zahlen ist \(150\). Zwei dieser Zahlen heißen \(a\) und \(b\). Die dritte Zahl ist mindestens \(15\). a) Stelle einen Term für die dritte Zahl auf. b) Die Zahl \(a\) wird um \(15\) vergrößert. Wie muss sich die dritte Zahl verändern, damit die Summe weiterhin \(150\) ist? Begründe.

Denkanstöße

- Welche beiden Summanden musst du von \(150\) abziehen, um die dritte Zahl zu beschreiben? - Überlege bei b), wie sich die Gesamtsumme verändert, wenn nur \(a\) größer wird. - Welche Gegenänderung gleicht eine Erhöhung um \(15\) genau aus?

Lösung

1. Von der Gesamtsumme \(150\) werden die beiden bekannten Summanden abgezogen. Für die dritte Zahl ergibt sich der Term \(150-a-b\). 2. Wird \(a\) um \(15\) vergrößert, würde die Gesamtsumme ohne weitere Änderung ebenfalls um \(15\) wachsen. 3. Damit die Summe gleich bleibt, muss die dritte Zahl deshalb um \(15\) kleiner werden. Die Zusatzbedingung stellt sicher, dass dabei weiterhin eine natürliche Zahl entsteht.

Antwort

a) \(150-a-b\) b) Die dritte Zahl muss um \(15\) verkleinert werden.
4279297
Die Summe zweier Zahlen beträgt \(s\). Einer der Summanden ist \(15\). a) Stelle einen Term für den zweiten Summanden auf. b) Berechne den zweiten Summanden für \(s=42\). c) Erkläre kurz, warum dein Term passt.

Denkanstöße

- Welche Größe steht für die ganze Summe? - Was musst du mit der Summe tun, um den fehlenden Summanden zu beschreiben? - Prüfe den Term mit dem gegebenen Wert \(s=42\).

Lösung

1. Vom Gesamtwert \(s\) wird der bekannte Summand \(15\) abgezogen. Der Term lautet \(s-15\). 2. Für \(s=42\) ergibt sich \(42-15=27\). 3. Die Probe ist \(15+27=42\).

Antwort

a) \(s-15\) b) \(27\) c) Der Term passt, weil \(15+(s-15)=s\).
4279307
Bei einer Division ist der Quotient \(7\). Der Divisor wird mit \(d\) bezeichnet. a) Stelle einen Term für den Dividenden auf. b) Berechne den Dividenden für \(d=13\). c) Erkläre kurz, warum dein Term passt.

Denkanstöße

- Schreibe zuerst den Zusammenhang Dividend \(:\) Divisor \(=\) Quotient auf. - Welche Rechenart macht die Division rückgängig? - Setze \(d=13\) erst ein, nachdem du den allgemeinen Term gefunden hast.

Lösung

1. Aus Dividend \(:\) Divisor \(=\) Quotient folgt für den Dividenden der Term \(7d\). 2. Für \(d=13\) gilt \(7\cdot13=91\). 3. Die Probe ist \(91:13=7\).

Antwort

a) \(7d\) b) \(91\) c) Der Term passt, weil \(7d:d=7\) für \(d\neq0\) gilt.
4280218
Ein Team aus \(n\) gleich leistungsfähigen Fachkräften benötigt \(d\) Tage für eine Halle. Soll die Arbeit \(k\) Tage früher beendet werden, werden \(N\) Fachkräfte benötigt. Bei gleicher Gesamtarbeit gilt \(nd=N(d-k)\), wobei \(0<k<d\). a) Löse die Formel nach \(N\) auf. b) Berechne \(N\) für \(n=12\), \(d=20\) und \(k=5\). c) Wie viele zusätzliche Fachkräfte sind in diesem Fall erforderlich?

Denkanstöße

- Welcher Faktor multipliziert die gesuchte Teamgröße \(N\)? - Mache diese Multiplikation durch Division rückgängig. - Nutze \(0<k<d\), um die Nennerbedingung im Kontext zu prüfen.

Lösung

1. Aus \(nd=N(d-k)\) folgt für \(d-k\ne0\): \(N=\frac{nd}{d-k}\). 2. Einsetzen ergibt \(N=\frac{12\cdot20}{15}=16\). 3. Zusätzlich werden \(16-12=4\) Fachkräfte benötigt.

Antwort

a) \(N=\frac{nd}{d-k}\) b) \(16\) Fachkräfte c) \(4\) zusätzliche Fachkräfte
5553287
Ein Fahrradverleih verlangt \(4\,\text{€}\) Grundgebühr und zusätzlich \(3\,\text{€}\) pro ausgeliehener Stunde. Vor dem Laden stehen außerdem \(12\) rote Fahrräder. Wähle selbst eine passende Variable für die Ausleihdauer und stelle einen Term für den Gesamtpreis auf. Erkläre außerdem, welche Angabe du dafür nicht brauchst.

Denkanstöße

- Welche Größe verändert den zu zahlenden Preis? - Welche Kosten fallen einmalig an und welche wiederholen sich pro Stunde? - Prüfe jede weitere Angabe darauf, ob sie im Preis vorkommen muss.

Lösung

1. Als Variable kann zum Beispiel \(h\) für die Anzahl der ausgeliehenen Stunden gewählt werden. 2. Die variable Gebühr beträgt dann \(3h\,\text{€}\); zusammen mit der Grundgebühr ergibt sich der Term \(4+3h\). 3. Die Anzahl der roten Fahrräder beeinflusst den Preis nicht und wird für den Term nicht benötigt.

Antwort

Zum Beispiel: \(h\) = Anzahl der Stunden, Preis \(4+3h\) in Euro. Die Angabe „12 rote Fahrräder“ ist für den Preis irrelevant.
5553297
Gegeben ist der Term \(4(x+3)\). Welche Beschreibung passt genau zum Term? A) „Vervierfache die Summe aus einer Zahl und \(3\).“ B) „Vervierfache eine Zahl und addiere anschließend \(3\).“ Begründe deine Wahl und schreibe den Term zur anderen Beschreibung auf.

Denkanstöße

- Was umfasst die Klammer im gegebenen Term? - Auf welchen Teil wirkt der Faktor \(4\)? - Welche Rechenoperation findet bei Beschreibung B erst ganz am Ende statt?

Lösung

1. Im Term \(4(x+3)\) wird zuerst die Summe \(x+3\) gebildet und diese gesamte Summe mit \(4\) multipliziert. Daher passt A. 2. Beschreibung B bedeutet, dass nur die Zahl vervierfacht und danach \(3\) addiert wird. Dazu gehört der Term \(4x+3\).

Antwort

A passt zu \(4(x+3)\), weil der Faktor \(4\) die gesamte Summe \(x+3\) multipliziert. Zu B gehört \(4x+3\).
5572627
Die Skizze zeigt vier aufeinanderfolgende Abschnitte einer Kabeltrasse. a) Stelle einen Term für die Gesamtlänge der Trasse auf und vereinfache ihn. b) Berechne die Gesamtlänge für \(x=2{,}5\,\text{m}\).
Abbildung zur Aufgabe 557262

Denkanstöße

- Lies die vier Abschnittslängen direkt aus der Skizze ab. - Welche variablen Anteile sind gleichartig, und welche festen Längen kannst du addieren? - Setze den Wert für \(x\) erst in den vereinfachten Term ein.

Lösung

1. Die vier Abschnittslängen werden addiert: \(x+1{,}2+2x+0{,}8\). 2. Gleichartige Anteile werden zusammengefasst: \(x+2x=3x\) und \(1{,}2+0{,}8=2\). Damit lautet der Term \(3x+2\). 3. Für \(x=2{,}5\,\text{m}\) ist die Gesamtlänge \(3\cdot2{,}5+2=9{,}5\,\text{m}\).

Antwort

a) \(3x+2\) in Metern b) \(9{,}5\,\text{m}\)
4100627
James baut aus quadratischen Spielsteinen eine Reihe von Figuren (siehe Abbildung). Welcher Term beschreibt die Abhängigkeit der Anzahl von Spielsteinen in einer Figur (\(s\)) von ihrer Nummer (\(n\)) korrekt? a) \(s = n+4\) b) \(s = n^2 + 4n\) c) \(s = 4n+1\) d) \(s = 4n^2 + 1\)
Abbildung zur Aufgabe 410062

Denkanstöße

- Hast du die Steine für die ersten drei Figuren einmal genau gezählt? - Versuche doch mal, die Nummer der Figur (n) in die verschiedenen Formeln einzusetzen und schau, ob das richtige Ergebnis herauskommt. - Kannst du in der Zeichnung erkennen, wie sich die Figur von Schritt zu Schritt vergrößert?

Lösung

1. Bestimmung der Anzahl der Steine pro Figur aus der Zeichnung: \(n=1 \to 5\) Steine, \(n=2 \to 12\) Steine, \(n=3 \to 21\) Steine. 2. Überprüfung von Option a): \(1+4=5\) (ok), \(2+4=6 \neq 12\) (falsch). 3. Überprüfung von Option b): \(1^2+4(1)=5\) (ok), \(2^2+4(2)=4+8=12\) (ok), \(3^2+4(3)=9+12=21\) (ok). 4. Überprüfung von Option c): \(4(1)+1=5\) (ok), \(4(2)+1=9 \neq 12\) (falsch). 5. Überprüfung von Option d): \(4(1)^2+1=5\) (ok), \(4(2)^2+1=17 \neq 12\) (falsch).

Antwort

b) \(s = n^2 + 4n\)
4119158
Zwei verschiedene, zu Beginn leere zylindrische Gefäße, Gefäß A und Gefäß B, werden mit dem exakt gleichen, konstanten Wasserstrom gefüllt. Gefäß A ist deutlich breiter als Gefäß B; seine Grundfläche ist genau dreimal so groß wie die von Gefäß B. a) In welchem Gefäß steigt der Wasserspiegel schneller an? Begründe deine Antwort kurz. b) In Gefäß B steigt das Wasser in einer Minute um \(15\,\text{cm}\). Berechne, um wie viele Zentimeter der Wasserspiegel in Gefäß A in derselben Zeit steigt. c) Erstelle für beide Gefäße jeweils einen Term für die Füllhöhe \(h\) in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) in Minuten.

Denkanstöße

- Bei gleichem Volumen hängt die Höhe davon ab, auf welche Grundfläche sich das Wasser verteilt. - Vergleiche die Grundflächen mit dem Höhenanstieg in einer Minute. - Nutze für c) die konstante Höhenzunahme pro Minute.

Lösung

1. Da in Gefäß A die dreifache Grundfläche gefüllt werden muss, verteilt sich die gleiche Wassermenge auf eine größere Fläche. Der Wasserspiegel steigt daher in Gefäß B schneller an. 2. Bei gleichem zugeflossenem Volumen gilt mit \(V=G\cdot h\): Ist die Grundfläche dreimal so groß, ist die Höhe nur ein Drittel so groß. 3. In Gefäß A steigt das Wasser deshalb in einer Minute um \(15:3=5\,\text{cm}\). 4. Für Gefäß B gilt \(h_B(t)=15t\), für Gefäß A \(h_A(t)=5t\).

Antwort

a) In Gefäß B steigt der Wasserspiegel schneller. b) \(5\,\text{cm}\) c) \(h_A(t)=5t\), \(h_B(t)=15t\)
4119257
Der fiktive Wanderverein Bergpfad verwendet für seine Tourenplanung folgende vereinfachte Übungsregel: Für je \(4\,\text{km}\) horizontale Strecke wird eine Stunde angesetzt. Für je \(500\,\text{m}\) Aufstieg kommt eine weitere Stunde hinzu. a) Stelle einen Term für die Gesamtzeit \(T\) in Stunden auf. Benutze \(s\) für die Strecke in \(\text{km}\) und \(h\) für die Höhenmeter im Aufstieg. b) Wie lange dauert nach dieser Regel eine Wanderung über \(10\,\text{km}\) Strecke und \(750\,\text{m}\) Aufstieg? c) Eine Wandergruppe behauptet: „Wenn wir die Strecke verdoppeln, aber die Höhenmeter gleich bleiben, verdoppelt sich auch die benötigte Zeit.“ Überprüfe diese Aussage mithilfe deines Terms.

Denkanstöße

- Übersetze jeden der beiden Teile der Übungsregel zunächst getrennt in einen Term. - Achte darauf, dass \(s\) in Kilometern und \(h\) in Metern eingesetzt wird. - Vergleiche für c) den Term mit \(2s\) direkt mit dem Doppelten des ursprünglichen Terms.

Lösung

1. Der Zeitanteil für die Strecke ist \(\frac{s}{4}\), der Zeitanteil für den Aufstieg ist \(\frac{h}{500}\). Damit gilt \(T=\frac{s}{4}+\frac{h}{500}\). 2. Für \(s=10\) und \(h=750\) ergibt sich \(T=\frac{10}{4}+\frac{750}{500}=2{,}5+1{,}5=4\). Die geplante Zeit beträgt \(4\,\text{h}\). 3. Bei doppelter Strecke lautet der Term \(T_2=\frac{2s}{4}+\frac{h}{500}\). Die doppelte ursprüngliche Zeit wäre \(2T=\frac{s}{2}+\frac{h}{250}\). Diese Terme sind für \(h\neq0\) nicht gleich. 4. Die Behauptung ist daher im Allgemeinen falsch: Nur der Streckenanteil verdoppelt sich, der Aufstiegsanteil bleibt unverändert.

Antwort

a) \(T=\frac{s}{4}+\frac{h}{500}\) b) \(4\,\text{h}\) c) Die Behauptung ist im Allgemeinen falsch. Bei unverändertem Aufstieg verdoppelt sich nur der von \(s\) abhängige Zeitanteil.
4121747
Ein Wassertank enthält zu Beginn \(1000\,\text{L}\) Wasser. Durch ein Leck verliert der Tank gleichmäßig \(15\,\text{L}\) pro Stunde. a) Stelle einen Term auf, der die verbleibende Wassermenge nach \(t\) Stunden beschreibt. b) Berechne mithilfe deines Terms, wie viel Wasser nach \(12\) Stunden noch im Tank ist. c) Nach wie vielen Stunden ist der Tank vollständig leer? Runde dein Ergebnis auf eine Dezimalstelle.

Denkanstöße

- Welche Wassermenge geht in \(t\) Stunden verloren? - Ziehe die verlorene Menge vom Anfangsbestand ab. - Überlege für c), welche Bedingung die Restmenge erfüllen muss, wenn der Tank leer ist.

Lösung

1. Nach \(t\) Stunden sind \(15t\,\text{L}\) ausgelaufen. Die Restmenge wird durch \(1000-15t\) beschrieben. 2. Für \(t=12\) ergibt sich \(1000-15\cdot12=820\). Es bleiben \(820\,\text{L}\). 3. Bis der Tank leer ist, müssen insgesamt \(1000\,\text{L}\) mit \(15\,\text{L}\) pro Stunde auslaufen. Dafür werden \(1000:15=66{,}666\dots\,\text{h}\) benötigt. 4. Auf eine Dezimalstelle gerundet sind das \(66{,}7\,\text{h}\).

Antwort

a) \(1000-15t\) b) \(820\,\text{L}\) c) \(66{,}7\,\text{h}\)
4122737
Ein Tag hat \(24\) Stunden. Leandro Silva plant seine Zeit wie folgt: Schlaf (\(8{,}5\,\text{h}\)), Schule (\(6{,}5\,\text{h}\)), Hausaufgaben (\(1{,}5\,\text{h}\)) und Hobbys (\(t_H\,\text{h}\)). Die verbleibende frei verfügbare Zeit wird mit \(F\) bezeichnet. a) Stelle einen Term für \(F\) in Abhängigkeit von \(t_H\) auf und vereinfache ihn so weit wie möglich. b) Wie verändert sich \(F\), wenn die Schulzeit um eine Stunde verlängert wird (\(7{,}5\,\text{h}\)), Leandro dafür aber eine halbe Stunde weniger schläft (\(8{,}0\,\text{h}\))? Begründe durch Vergleich der Terme.

Denkanstöße

- Addiere zuerst alle festen Zeitanteile. - Schreibe die verbleibende Zeit als \(24\) Stunden minus alle geplanten Zeiten. - Stelle für b) einen zweiten Term auf und vergleiche nur die festen Anteile.

Lösung

1. Für die frei verfügbare Zeit gilt \(F=24-(8{,}5+6{,}5+1{,}5+t_H)\). 2. Die festen Zeiten ergeben \(16{,}5\,\text{h}\). Somit ist \(F=7{,}5-t_H\). 3. Mit den geänderten Zeiten gilt \(F_{\text{neu}}=24-(8{,}0+7{,}5+1{,}5+t_H)=7{,}0-t_H\). 4. Der neue Term ist für jedes \(t_H\) um \(0{,}5\) kleiner. Die frei verfügbare Zeit sinkt um \(0{,}5\,\text{h}\).

Antwort

a) \(F=7{,}5-t_H\) b) \(F\) verringert sich um \(0{,}5\,\text{h}\).
4125067
Für ein Schulfest bestellt die Klasse 7a Getränke bei zwei Lieferdiensten. LimoLogistik Nord berechnet \(15{,}00\,\text{€}\) für die Anlieferung und \(0{,}80\,\text{€}\) pro Flasche Limonade. Sprudelstern verlangt \(5{,}00\,\text{€}\) für die Anlieferung und \(1{,}20\,\text{€}\) pro Flasche Limonade. a) Erstelle für beide Lieferdienste einen Term zur Berechnung der Gesamtkosten bei \(x\) bestellten Flaschen. b) Wie teuer ist eine Bestellung von \(30\) Flaschen bei LimoLogistik Nord und wie teuer bei Sprudelstern? c) Die Parallelklasse 7b bestellt genauso viele Flaschen wie die Klasse 7a; diese Anzahl wird mit \(x\) bezeichnet. Die Klasse 7a bestellt bei LimoLogistik Nord, die Klasse 7b bei Sprudelstern. Nora Haddad behauptet: „Zusammen zahlen wir für beide Bestellungen \(20+2x\) Euro.“ Prüfe durch Zusammenfassen der Terme, ob dieser Term stimmt.

Denkanstöße

- Trenne bei jedem Angebot die einmaligen Lieferkosten von den Kosten pro Flasche. - Für b) setzt du dieselbe Flaschenzahl in beide Terme ein. - Addiere für c) zuerst die beiden vollständigen Kostenterme und fasse anschließend gleichartige Glieder zusammen.

Lösung

1. Für LimoLogistik Nord gilt \(15+0{,}8x\), für Sprudelstern \(5+1{,}2x\). 2. Für \(x=30\) kostet die erste Bestellung \(15+0{,}8\cdot30=39{,}00\,\text{€}\), die zweite \(5+1{,}2\cdot30=41{,}00\,\text{€}\). 3. Zusammen ergeben die Terme \((15+0{,}8x)+(5+1{,}2x)=20+2x\). 4. Noras Behauptung ist daher korrekt.

Antwort

a) LimoLogistik Nord: \(15+0{,}8x\); Sprudelstern: \(5+1{,}2x\) b) \(39{,}00\,\text{€}\) und \(41{,}00\,\text{€}\) c) Ja. Die Summe der beiden Kostenterme ist \(20+2x\).
4125077
Lukas und Sarah sparen für ein neues Fahrrad. Lukas hat bereits \(60\,\text{€}\) in seiner Sparbüchse und legt jede Woche \(4\,\text{€}\) dazu. Sarah hat erst \(10\,\text{€}\) gespart, legt aber jede Woche \(9\,\text{€}\) dazu. a) Stelle für Lukas und Sarah jeweils einen Term auf, der das Ersparte nach \(w\) Wochen angibt. b) Wie viel Geld haben beide jeweils nach \(5\) Wochen und nach \(12\) Wochen gespart? c) Nach wie vielen Wochen haben beide genau den gleichen Betrag in ihrer Sparbüchse? Begründe deine Antwort durch Einsetzen oder durch die wöchentliche Veränderung des Vorsprungs.

Denkanstöße

- Trenne bei beiden Personen den Anfangsbetrag vom wöchentlichen Sparbetrag. - Um wie viel Euro wird Sarahs Rückstand in jeder Woche kleiner? - Prüfe den gefundenen Zeitpunkt anschließend durch Einsetzen in beide Terme.

Lösung

1. Lukas' Erspartes wird durch \(60+4w\) beschrieben, Sarahs Erspartes durch \(10+9w\). 2. Nach \(5\) Wochen hat Lukas \(60+4\cdot5=80\,\text{€}\), Sarah \(10+9\cdot5=55\,\text{€}\). 3. Nach \(12\) Wochen hat Lukas \(60+4\cdot12=108\,\text{€}\), Sarah \(10+9\cdot12=118\,\text{€}\). 4. Zu Beginn beträgt Lukas' Vorsprung \(50\,\text{€}\). Sarah spart pro Woche \(5\,\text{€}\) mehr. Nach \(50:5=10\) Wochen ist der Vorsprung aufgeholt. 5. Probe durch Einsetzen: \(60+4\cdot10=100\) und \(10+9\cdot10=100\).

Antwort

a) Lukas: \(60+4w\); Sarah: \(10+9w\) b) Nach \(5\) Wochen: Lukas \(80\,\text{€}\), Sarah \(55\,\text{€}\). Nach \(12\) Wochen: Lukas \(108\,\text{€}\), Sarah \(118\,\text{€}\). c) Nach \(10\) Wochen; dann haben beide \(100\,\text{€}\).
4126327
Der Versandhändler Paketwerk Elbe verwendet für seine Waren drei verschiedene Paketgrößen: S, M und L. - Ein Paket vom Typ S wiegt \(x\,\text{kg}\). - Ein Paket vom Typ M wiegt \(3\,\text{kg}\) mehr als ein Paket vom Typ S. - Ein Paket vom Typ L wiegt doppelt so viel wie ein Paket vom Typ M. a) Fülle die Lücken in der folgenden Tabelle mit den passenden Termen aus. <table> <thead> <tr> <th>Pakettyp</th> <th>Gewicht in kg</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>S</td> <td>\(x\)</td> </tr> <tr> <td>M</td> <td></td> </tr> <tr> <td>L</td> <td></td> </tr> </tbody> </table> b) Marek Kowalski bestellt 2 Pakete S, 4 Pakete M und ein Paket L. Stelle einen Term für das Gesamtgewicht \(G\) der Sendung auf und vereinfache ihn so weit wie möglich. c) Wie schwer ist die gesamte Sendung, wenn ein S-Paket \(4\,\text{kg}\) wiegt?

Denkanstöße

- Bestimme zuerst den Term für M und verwende ihn anschließend für L. - Multipliziere bei b) jedes Paketgewicht mit der jeweiligen Anzahl. - Vereinfache den Gesamtterm erst, nachdem alle drei Paketarten berücksichtigt sind.

Lösung

1. Ein M-Paket wiegt \(x+3\). 2. Ein L-Paket wiegt \(2(x+3)=2x+6\). 3. Für die gesamte Sendung gilt \(G=2x+4(x+3)+(2x+6)\). 4. Ausmultiplizieren und Zusammenfassen ergibt \(G=8x+18\). 5. Für \(x=4\) gilt \(G=8\cdot4+18=50\). Die Sendung wiegt \(50\,\text{kg}\).

Antwort

a) M: \(x+3\); L: \(2x+6\) oder \(2(x+3)\) b) \(G=8x+18\) c) \(50\,\text{kg}\)
4222147
Ein quadratisches Werbeplakat mit der Seitenlänge \(s\) soll umgestaltet werden. Die neue Form soll ein Rechteck sein. Die Länge des Rechtecks wird gegenüber der ursprünglichen Seitenlänge \(s\) um \(10\,\%\) vergrößert. Die Breite des Rechtecks wird so gewählt, dass sie \(20\,\%\) kürzer ist als die ursprüngliche Seitenlänge \(s\). 1. Stelle Terme für die neue Länge \(l\) und die neue Breite \(b\) des Plakats in Abhängigkeit von \(s\) auf. 2. Ermittle einen vereinfachten Term für den Umfang \(U\) des neuen rechteckigen Plakats. 3. Vergleiche den Umfang des neuen Plakats mit dem Umfang des ursprünglichen Quadrats. Um wie viel Prozent hat sich der Umfang verändert?

Denkanstöße

- Wie lautet die allgemeine Formel für den Umfang eines Quadrats und eines Rechtecks? - Versuche zuerst, die neuen Seitenlängen als Vielfaches von \(s\) auszudrücken. - Was bedeutet eine Verringerung um \(20\,\%\) für den Faktor vor der Variablen? - Vergleiche am Ende den neuen Faktor vor \(s\) mit dem ursprünglichen Faktor beim Quadrat.

Lösung

1. Bestimmung der neuen Seitenlängen: \(l = 1{,}1s\) und \(b = 0{,}8s\). 2. Aufstellen und Vereinfachen des Umfangsterms: \(U = 2 \cdot (l + b) = 2 \cdot (1{,}1s + 0{,}8s) = 3{,}8s\). 3. Der ursprüngliche Umfang beträgt \(U_{\text{alt}} = 4s\). Die Differenz ist \(4s - 3{,}8s = 0{,}2s\). Damit beträgt die prozentuale Änderung \(\frac{0{,}2s}{4s} = 0{,}05 = 5\,\%\). Der Umfang hat sich um \(5\,\%\) verringert.

Antwort

1. \(l = 1{,}1s\); \(b = 0{,}8s\) 2. \(U = 3{,}8s\) 3. Der Umfang hat sich um \(5\,\%\) verringert.
4222187
Der fiktive Online-Shop Nordlicht Textil verkauft T-Shirts für einen Stückpreis von \(p\,\text{€}\). Bei einer Bestellung von mehr als 10 T-Shirts gewährt Nordlicht Textil einen Rabatt von \(20\,\%\) auf den Warenwert. Zusätzlich fallen pro Bestellung einmalige Versandkosten von \(5{,}90\,\text{€}\) an. Sofia Rossi kauft \(n\) T-Shirts mit \(n>10\). Stelle einen Term für den Gesamtpreis \(G\) auf und vereinfache ihn so weit wie möglich.

Denkanstöße

- Stelle zuerst den Warenwert ohne Rabatt auf. - Überlege, welcher Anteil des Warenwerts nach einem Rabatt von \(20\,\%\) noch bezahlt wird. - Die Versandkosten werden nur einmal zur gesamten Bestellung addiert.

Lösung

1. Ohne Rabatt beträgt der Warenwert \(np\). 2. Nach \(20\,\%\) Rabatt sind noch \(80\,\%\) des Warenwerts zu zahlen. Das entspricht \(0{,}8np\). 3. Mit den einmaligen Versandkosten ergibt sich \(G=0{,}8np+5{,}90\).

Antwort

\(G=0{,}8np+5{,}90\) in \(\text{€}\)
4222567
In einem Schreibwarengeschäft kostet ein Füller \(f\,\text{€}\). Ein Tintenkiller ist um \(k\,\text{€}\) günstiger als der Füller. a) Gib einen Term für den Preis eines Tintenkillers an. b) Stelle einen Term für den Gesamtpreis auf, wenn man einen Füller und einen Tintenkiller zusammen kauft. Vereinfache den Term so weit wie möglich. c) Berechne diesen Gesamtpreis für \(f = 8{,}50\) und \(k = 5{,}65\). d) Welche Bedeutung hätte es für den Preis des Tintenkillers, wenn \(k\) genauso groß wie \(f\) wäre?

Denkanstöße

- Wie berechnest du den Preis eines Gegenstands, wenn du weißt, dass er um einen bestimmten Betrag billiger ist als ein anderer? - Wenn du zwei Dinge kaufst, musst du ihre Einzelpreise addieren. - Kannst du Variablen mit dem gleichen Buchstaben zusammenfassen? - Setze für die letzte Teilaufgabe im Kopf einmal die gleiche Zahl für beide Buchstaben ein und schau, was passiert.

Lösung

1. Bestimmung des Terms für den Tintenkiller durch Subtraktion des Preisunterschieds vom Füllerpreis: \(f - k\). 2. Aufstellen des Terms für den Gesamtpreis durch Addition beider Einzelpreise: \(f + (f - k)\). 3. Vereinfachen des Terms durch Zusammenfassen der Variablen: \(2f - k\). 4. Einsetzen der Werte \(f = 8{,}50\) und \(k = 5{,}65\): \(2 \cdot 8{,}50 - 5{,}65 = 17{,}00 - 5{,}65 = 11{,}35\). 5. Der Gesamtpreis beträgt \(11{,}35\,\text{€}\). 6. Wenn \(k = f\), ergibt der Term \(f - f\) den Wert \(0\). Das bedeutet, der Tintenkiller wäre kostenlos.

Antwort

a) Der Preis des Tintenkillers ist \(f - k\). b) Der vereinfachte Term für den Gesamtpreis ist \(2f - k\). c) Der Gesamtpreis beträgt \(11{,}35\,\text{€}\). d) Wenn \(k = f\), dann wäre der Preis des Tintenkillers \(0\,\text{€}\), er wäre also gratis.
4222727
In einer Schulkantine kostet ein Mittagessen für Lehrkräfte \(x\,\text{€}\) und für Schülerinnen und Schüler \(y\,\text{€}\). a) Stelle einen Term auf, der die Gesamteinnahmen der Kantine berechnet, wenn \(15\) Lehrkräfte und \(120\) Schülerinnen und Schüler ein Essen kaufen. b) Die Preise werden für alle Personen um \(0{,}50\,\text{€}\) erhöht. Gib einen neuen Term für die Gesamteinnahmen bei gleichbleibender Personenzahl an. c) Berechne die Gesamteinnahmen nach der Preiserhöhung, wenn ein Lehreressen ursprünglich \(5{,}50\,\text{€}\) und ein Schüleressen \(3{,}50\,\text{€}\) gekostet hat.

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Gesamtpreis für mehrere Artikel, wenn man den Einzelpreis kennt? - Wenn sich ein Preis um einen festen Betrag ändert, wie sieht der neue Einzelpreis als Term aus? - Achte darauf, dass die Preiserhöhung für jede der \(135\) Personen gilt. - Setze die gegebenen Zahlenwerte am Ende sorgfältig in deinen Term ein.

Lösung

1. Aufstellen des Terms für a): Die Einnahmen setzen sich aus \(15x\) (Lehrer) und \(120y\) (Schüler) zusammen, also \(15x + 120y\). 2. Anpassung des Terms für b): Die neuen Preise sind \((x + 0{,}5)\) und \((y + 0{,}5)\). Der Term lautet \(15(x + 0{,}5) + 120(y + 0{,}5)\). Alternativ vereinfacht: \(15x + 120y + 67{,}50\). 3. Berechnung für c): Einsetzen der Werte \(x = 5{,}5\) und \(y = 3{,}5\) in den neuen Term. Die neuen Preise betragen \(6{,}00\,\text{€}\) und \(4{,}00\,\text{€}\). Die Rechnung lautet \(15 \cdot 6 + 120 \cdot 4 = 90 + 480 = 570\). Die Gesamteinnahmen betragen \(570{,}00\,\text{€}\).

Antwort

a) \(15x + 120y\) b) \(15(x + 0{,}5) + 120(y + 0{,}5)\) oder \(15x + 120y + 67{,}50\) c) \(570{,}00\,\text{€}\)
4223227
In einem Vorratsbehälter befinden sich \(V\) Liter Öl. Jeden Tag werden für den Betrieb einer Maschine gleichmäßig \(12\) Liter entnommen. a) Stelle einen Term auf, der die verbleibende Menge Öl nach \(n\) Tagen beschreibt. b) Bestimme den Wert des Terms für \(V = 500\) und \(n = 10\). c) Was bedeutet es im Sachkontext, wenn der Wert des Terms \(0\) ergibt? d) Wie ändert sich der Term aus Aufgabenteil a), wenn täglich eine unbekannte Menge von \(x\) Litern entnommen wird?

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie viel Öl nach einem Tag, nach zwei Tagen und nach drei Tagen noch da ist. Siehst du ein Muster? - Was passiert mathematisch mit dem Vorrat, wenn etwas entnommen wird? - Bei der Interpretation hilft es, sich vorzustellen, was man im Behälter sehen würde, wenn die Rechnung Null ergibt.

Lösung

1. Aufstellen des Terms für die Restmenge: Von der Anfangsmenge \(V\) wird das Produkt aus Tagesverbrauch und Anzahl der Tage subtrahiert: \(V - 12n\). 2. Einsetzen der gegebenen Werte: \(500 - 12 \cdot 10 = 500 - 120 = 380\). Es verbleiben \(380\,\text{Liter}\). 3. Interpretation des Ergebnisses 0: Ein Termwert von 0 bedeutet, dass die verbleibende Menge Öl Null ist, der Vorrat also genau nach \(n\) Tagen aufgebraucht ist. 4. Verallgemeinerung des Terms: Die feste Zahl 12 wird durch die Variable \(x\) ersetzt. Der neue Term lautet \(V - xn\).

Antwort

a) \(V - 12n\) b) \(380\,\text{Liter}\) c) Der Ölvorrat ist vollständig aufgebraucht. d) \(V - xn\)
4223587
Beim Aufstellen von Termen mit den Variablen \(a\) und \(b\) kommt es oft auf die genaue Reihenfolge der Rechenschritte an. a) Stelle einen Term für „Das Dreifache der Differenz von \(a\) und \(b\)“ auf. b) Stelle einen Term für „Die Differenz aus dem Dreifachen von \(a\) und der Zahl \(b\)“ auf. c) Erkläre kurz den Unterschied in der Struktur der beiden Terme. d) Berechne für beide Terme den Wert, wenn \(a = 12\) und \(b = 4\) eingesetzt werden.

Denkanstöße

- Achte genau darauf, worauf sich das Wort „Dreifache“ jeweils bezieht – auf ein einzelnes Element oder auf ein ganzes Ergebnis? - Erinnerst du dich an die Vorrangregeln der Mathematik? Wann musst du Klammern setzen? - Setze die gegebenen Zahlen Schritt für Schritt in deine aufgestellten Terme ein.

Lösung

1. Für Teilaufgabe a) muss zuerst die Differenz gebildet werden, bevor multipliziert wird: \(3(a - b)\). 2. Für Teilaufgabe b) bezieht sich „das Dreifache“ nur auf \(a\), davon wird \(b\) abgezogen: \(3a - b\). 3. Der Unterschied liegt in der Rechenreihenfolge: Im Term a) wird durch die Klammer die Subtraktion priorisiert, im Term b) gilt die Punkt-vor-Strich-Rechnung. 4. Einsetzen von \(a = 12\) und \(b = 4\): Term a): \(3 \cdot (12 - 4) = 3 \cdot 8 = 24\). Term b): \(3 \cdot 12 - 4 = 36 - 4 = 32\).

Antwort

a) \(3(a - b)\) b) \(3a - b\) c) Im Term a) wird zuerst die Differenz berechnet (Klammer), im Term b) zuerst das Produkt (Punkt vor Strich). d) Wert für a): \(24\); Wert für b): \(32\).
4224067
Bearbeite die folgenden Aufgaben zu mathematischen Termen: a) Erstelle einen Term für die Beschreibung: „Subtrahiere die Summe der Zahlen \(x\) und \(y\) vom Doppelten ihres Produkts.“ b) Erkläre den Unterschied zwischen den Beschreibungen „Die Summe aus dem Doppelten von \(a\) und der Zahl \(b\)“ und „Das Doppelte der Summe von \(a\) und \(b\)“. Nutze Terme zur Verdeutlichung. c) Berechne den Wert des Terms aus Teilaufgabe a) für die Belegung \(x = 5\) und \(y = 2\).

Denkanstöße

- Lies genau, was von was abgezogen werden soll. Das Wort „von“ bestimmt den Minuenden. - Überlege dir, welche Rechenoperation zuerst ausgeführt werden muss und ob du dafür Klammern brauchst. - Beim Einsetzen von Zahlen für Variablen musst du die Rechenregeln (Klammern zuerst, dann Punkt-vor-Strich-Rechnung) beachten.

Lösung

1. Das Produkt von \(x\) und \(y\) ist \(xy\), sein Doppeltes ist \(2xy\). Die Summe ist \((x + y)\). Subtrahiert man die Summe vom Doppelten des Produkts, erhält man \(2xy - (x + y)\). 2. Die erste Beschreibung entspricht dem Term \(2a + b\) (nach der Punkt-vor-Strich-Regel). Die zweite Beschreibung verlangt erst die Summenbildung, also \(2(a + b)\). Der Unterschied liegt darin, ob nur \(a\) oder das gesamte Ergebnis der Addition verdoppelt wird. 3. Einsetzen der Werte in den Term \(2xy - (x + y)\): \(2 \cdot 5 \cdot 2 - (5 + 2)\). Dies ergibt \(20 - 7 = 13\).

Antwort

a) \(2xy - (x + y)\) b) Erster Term: \(2a + b\); zweiter Term: \(2(a + b)\). Im zweiten Fall wird die gesamte Summe verdoppelt, im ersten nur die Variable \(a\). c) \(13\)
4224187
Übersetze die folgenden Beschreibungen in mathematische Terme: 1) Das Quadrat der halben Summe der Zahlen \(a\) und \(b\). 2) Die Differenz aus der Summe der Quadrate von \(x\) und \(y\) und dem Quadrat ihrer Summe. 3) Die Hälfte der Summe der Kuben von \(m\) und \(n\).

Denkanstöße

- Zerlege jede Beschreibung in einzelne Rechenschritte. - Achte besonders auf den Unterschied zwischen „Summe der Quadrate“ und „Quadrat der Summe“. - Bei 3) wird zuerst die Summe gebildet und danach halbiert.

Lösung

1. Die halbe Summe ist \(\frac{a+b}{2}\); ihr Quadrat lautet \(\left(\frac{a+b}{2}\right)^2\). 2. Die Summe der Quadrate ist \(x^2+y^2\), das Quadrat der Summe ist \((x+y)^2\). Die Differenz lautet \(x^2+y^2-(x+y)^2\). 3. Die Summe der Kuben ist \(m^3+n^3\). Die Hälfte davon ist \(\frac{m^3+n^3}{2}\).

Antwort

1) \(\left(\frac{a+b}{2}\right)^2\) 2) \(x^2+y^2-(x+y)^2\) 3) \(\frac{m^3+n^3}{2}\)
4224207
Übersetze die folgenden Beschreibungen in mathematische Terme: 1) Das Produkt aus der Summe von \(x\) und \(4\) und der Differenz von \(x\) und \(4\). 2) Die Hälfte der Summe aus einer Zahl \(x\) und dem Quadrat einer Zahl \(y\). 3) Das Quadrat der Hälfte der Summe der Zahlen \(x\) und \(y\).

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, welcher gesamte Ausdruck multipliziert, halbiert oder quadriert wird. - Setze Summen und Differenzen in Klammern. - Achte darauf, ob nur ein Teil oder der gesamte Ausdruck quadriert wird.

Lösung

1. Die Summe von \(x\) und \(4\) ist \(x+4\), die Differenz ist \(x-4\). Das Produkt lautet \((x+4)\cdot(x-4)\). 2. Die Summe lautet \(x+y^2\). Ihre Hälfte ist \(\frac{1}{2} \cdot (x+y^2)\). 3. Die Hälfte der Summe ist \(\frac{x+y}{2}\). Ihr Quadrat lautet \(\left(\frac{x+y}{2}\right)^2\).

Antwort

1) \((x+4)\cdot(x-4)\) 2) \(\frac{1}{2} \cdot (x+y^2)\) 3) \(\left(\frac{x+y}{2}\right)^2\)
4224247
In einem modernen Parkhaus gibt es \(e\) Etagen. Jede Etage ist in zwei Bereiche unterteilt: In Bereich A gibt es \(p\) Parkplätze und in Bereich B gibt es \(q\) Parkplätze. a) Stelle eine Formel auf, mit der man die Gesamtzahl aller Parkplätze \(Z\) im Parkhaus berechnen kann. b) Berechne \(Z\) für \(e = 5\), \(p = 42\) und \(q = 58\). c) Wegen einer Modernisierung fallen in jeder Etage im Bereich B genau 4 Parkplätze weg. Wie lautet die neue Formel \(Z_{\text{neu}}\) für die Gesamtzahl der Plätze? Berechne den Wert für die Angaben aus Teilaufgabe b).

Denkanstöße

- Wie viele Parkplätze befinden sich insgesamt auf einer einzigen Etage? - Achte bei der Formel darauf, dass die Addition der Parkplätze vor der Multiplikation mit den Etagen erfolgen muss. Welche Klammern helfen dabei? - Wenn Plätze wegfallen, welche Rechenoperation ändert sich innerhalb der Klammer?

Lösung

1. Formel für die Gesamtzahl \(Z\): Die Plätze pro Etage sind \((p + q)\). Multipliziert mit der Anzahl der Etagen ergibt sich \(Z = e(p + q)\). 2. Berechnung für \(e=5, p=42, q=58\): \(5 \cdot (42 + 58) = 5 \cdot 100 = 500\). 3. Anpassung der Formel für \(Z_{\text{neu}}\): In jeder Etage werden im Bereich B 4 Plätze abgezogen, also \((q - 4)\). Die neue Formel lautet \(Z_{\text{neu}} = e(p + q - 4)\). 4. Berechnung des neuen Wertes: \(5 \cdot (42 + 58 - 4) = 5 \cdot 96 = 480\).

Antwort

a) \(Z = e(p + q)\) b) \(Z = 500\) c) \(Z_{\text{neu}} = e(p + q - 4)\); der neue Wert ist \(480\).
4224417
Ayşe Demir gestaltet eine rechteckige Rasenfläche mit der Länge \(a\) und der Breite \(b\). Darin legt sie zwei identische, rechteckige Blumenbeete mit der Länge \(x\) und der Breite \(y\) an. Beide Beete liegen vollständig innerhalb der Rasenfläche und überlappen sich nicht. a) Stelle einen Term für den Flächeninhalt \(A\) der verbliebenen Rasenfläche auf. b) Berechne \(A\) für \(a=25\,\text{m}\), \(b=15\,\text{m}\), \(x=4\,\text{m}\) und \(y=2{,}5\,\text{m}\). c) Wie verändert sich der Term aus a), wenn Ayşe statt zwei eine beliebige Anzahl \(n\) solcher nicht überlappenden Beete anlegt, die vollständig innerhalb der Rasenfläche liegen?

Denkanstöße

- Berechne gedanklich zuerst die gesamte Rechtecksfläche. - Wie groß ist die Fläche eines einzelnen Beets und damit die Fläche aller Beete zusammen? - Die nicht überlappenden Beete werden von der Gesamtfläche abgezogen.

Lösung

1. Die gesamte Rasenfläche hat den Inhalt \(ab\). 2. Die beiden Beete haben zusammen den Inhalt \(2xy\). 3. Die verbleibende Fläche ist daher \(A=ab-2xy\). 4. Für die gegebenen Maße gilt \(A=25\cdot15-2\cdot4\cdot2{,}5=375-20=355\,\text{m}^2\). 5. Bei \(n\) identischen Beeten lautet der Term \(A=ab-nxy\).

Antwort

a) \(A=ab-2xy\) b) \(355\,\text{m}^2\) c) \(A=ab-nxy\)
4224427
In der Metallwerkstatt Kronenstahl werden aus einer rechteckigen Platte mit Länge \(L\) und Breite \(B\) vier voneinander getrennte Quadrate mit Seitenlänge \(x\) ausgestanzt. Alle vier Quadrate liegen vollständig innerhalb der Platte und überlappen sich nicht. a) Welcher Term beschreibt den Flächeninhalt \(A\) des verbleibenden Metalls korrekt? Begründe kurz. (1) \(A=LB-4x^2\) (2) \(A=(L-2x)(B-2x)\) (3) \(A=LB-x^4\) b) Berechne die Restfläche für \(L=20\,\text{cm}\), \(B=15\,\text{cm}\) und \(x=3\,\text{cm}\). c) Mateo García behauptet: „Wenn wir die Seitenlänge \(x\) der Quadrate verdoppeln, verdoppelt sich auch die gesamte ausgestanzte Fläche.“ Überprüfe diese Aussage.

Denkanstöße

- Bestimme die Fläche eines einzelnen ausgestanzten Quadrats. - Nutze die Information, dass sich die vier Quadrate nicht überlappen. - Vergleiche bei c) \(4x^2\) mit demselben Ausdruck nach dem Ersetzen von \(x\) durch \(2x\).

Lösung

1. Jedes ausgestanzte Quadrat hat die Fläche \(x^2\). Vier getrennte Quadrate haben zusammen \(4x^2\). Daher ist Term (1) korrekt. 2. Für die gegebenen Maße gilt \(A=20\cdot15-4\cdot3^2=300-36=264\,\text{cm}^2\). 3. Bei doppelter Seitenlänge beträgt die ausgestanzte Fläche \(4(2x)^2=16x^2\). 4. Gegenüber \(4x^2\) ist das die vierfache, nicht die doppelte Fläche. Mateos Aussage ist falsch.

Antwort

a) Term (1): \(A=LB-4x^2\) b) \(264\,\text{cm}^2\) c) Falsch. Die ausgestanzte Fläche vervierfacht sich.
4225368
Von einem Nudelvorrat bleiben nach den ersten Tagen \(k-m\) Kilogramm übrig. Die Restmenge soll auf \(n\) Tage verteilt werden. Bezeichne die tägliche Portion in Gramm mit \(p\). Es gilt die Formel \(1000(k-m)=pn\). Dabei gelten \(n>0\) und \(p>0\). a) Löse die Formel nach \(p\) auf. b) Löse dieselbe Formel nach \(n\) auf. c) Berechne \(p\) für \(k=18\), \(m=6\) und \(n=24\).

Denkanstöße

- Isoliere jeweils die Variable, nach der gefragt ist. - Welche Größe multipliziert in der Ausgangsformel die gesuchte Variable? - Denke bei jeder Division an die Bedingung, dass der Divisor nicht null sein darf.

Lösung

1. Für \(n\ne0\) folgt aus \(1000(k-m)=pn\) durch Division durch \(n\): \(p=\frac{1000(k-m)}{n}\). 2. Für \(p\ne0\) folgt durch Division durch \(p\): \(n=\frac{1000(k-m)}{p}\). 3. Einsetzen in die Formel aus a) ergibt \(p=\frac{1000(18-6)}{24}=12\,000:24=500\).

Antwort

a) \(p=\frac{1000(k-m)}{n}\) b) \(n=\frac{1000(k-m)}{p}\) c) \(500\,\text{g}\) pro Tag
4225406
Ein Würfel mit \(4\,\text{cm}\) Kantenlänge und ein Würfel mit \(2\,\text{cm}\) Kantenlänge werden zusammengeklebt. Eine ganze Seitenfläche des kleinen Würfels liegt dabei auf einer Seitenfläche des großen Würfels. Berechne den Oberflächeninhalt des zusammengesetzten Körpers.

Denkanstöße

- Welche Flächen der beiden Würfel sind nach dem Zusammenkleben noch außen sichtbar? - Wie groß ist die Berührungsfläche der beiden Würfel? - Vergleiche die Summe der beiden Einzeloberflächen mit der Außenfläche des zusammengesetzten Körpers.

Lösung

1. Der große Würfel hat die Oberfläche \(6\cdot4\cdot4=96\,\text{cm}^2\). 2. Der kleine Würfel hat die Oberfläche \(6\cdot2\cdot2=24\,\text{cm}^2\). 3. Die Kontaktfläche ist \(2\cdot2=4\,\text{cm}^2\) groß. Sie wurde bei beiden Würfeln als Außenfläche mitgezählt und muss deshalb zweimal abgezogen werden. 4. Die Oberfläche beträgt \(96+24-2\cdot4=112\,\text{cm}^2\).

Antwort

Der Oberflächeninhalt beträgt \(112\,\text{cm}^2\).
4225417
Die Abbildung zeigt eine U-förmige Figur mit einer rechteckigen Aussparung an der oberen Seite. Stelle jeweils einen Term für den Flächeninhalt \(A\) und den Umfang \(U\) auf. Vereinfache den Term für den Umfang so weit wie möglich.
Abbildung zur Aufgabe 422541

Denkanstöße

- Für den Flächeninhalt kannst du die Aussparung von einem größeren Rechteck abziehen. - Fahre für den Umfang gedanklich einmal die gesamte Randlinie entlang. - Welche waagerechten Teilstrecken ergänzen sich zusammen zu einer ganzen Breite?

Lösung

1. Vom großen Rechteck mit dem Flächeninhalt \(bh\) wird die rechteckige Aussparung mit dem Flächeninhalt \(wd\) entfernt. Daher gilt \(A=bh-wd\). 2. Für den Umfang ergeben die Unterkante und die beiden oberen Reststücke zusammen \(b+(b-w)\). Hinzu kommen die beiden äußeren Höhen \(2h\), die beiden Innenkanten \(2d\) und die innere waagerechte Kante \(w\). 3. Damit ist \(U=b+(b-w)+2h+2d+w=2b+2h+2d=2(b+h+d)\).

Antwort

\(A=bh-wd\) \(U=2b+2h+2d\)
4225427
Vergleiche die beiden abgebildeten Figuren A und B. a) Stelle für beide Figuren einen Term für den Flächeninhalt auf. Was fällt dir auf? b) Stelle für beide Figuren einen Term für den Umfang \(U\) auf. c) Welche Figur hat den größeren Umfang und um welchen Term unterscheiden sich die Umfänge?
Abbildung zur Aufgabe 422542

Denkanstöße

- Vergleiche zuerst, welche Fläche in A und B jeweils entfernt wurde. - Verfolge für den Umfang bei jeder Figur nur die Randlinie. - Welche Randstücke verschwinden, und welche neuen Randstücke entstehen durch den Ausschnitt?

Lösung

1. In beiden Figuren wird aus einem Quadrat der Fläche \(s^2\) ein Quadrat der Fläche \(x^2\) entfernt. Deshalb gilt jeweils \(A=s^2-x^2\). 2. Bei Figur A ersetzen die beiden neuen Kanten der Länge \(x\) genau zwei entfernte Randstücke der Länge \(x\). Daher bleibt der Umfang \(U_A=4s\). 3. Bei Figur B fällt ein Randstück der Länge \(x\) weg, während zwei senkrechte Kanten und der Boden der Aussparung mit zusammen \(3x\) hinzukommen. Daher gilt \(U_B=4s-x+3x=4s+2x\). 4. Somit ist der Umfang von Figur B um \(2x\) größer.

Antwort

a) Beide: \(A=s^2-x^2\). Die Flächeninhalte sind gleich. b) \(U_A=4s\); \(U_B=4s+2x\). c) Figur B hat den größeren Umfang; der Unterschied beträgt \(2x\).
4225447
Ein quaderförmiges Wasserbecken mit einem maximalen Fassungsvermögen von \(V\) Litern ist zu Beginn mit \(B\) Litern Wasser gefüllt. Über zwei Zuleitungen fließt Wasser in das Becken: Leitung A liefert \(a\) Liter pro Minute und Leitung B liefert \(b\) Liter pro Minute. Gleichzeitig ist ein Abfluss geöffnet, durch den \(c\) Liter Wasser pro Minute aus dem Becken entweichen. a) Stelle einen Term auf, der die Wassermenge \(W\) im Becken nach \(m\) Minuten beschreibt. b) Erkläre im Sachkontext, was der Term \(V - (B + m \cdot (a + b - c))\) berechnet. Betrachte nur Zeiten \(m\ge 0\), für die \(0\le B+m\cdot(a+b-c)\le V\) gilt.

Denkanstöße

- Was passiert mit der Wassermenge pro Minute, wenn gleichzeitig Wasser zu- und abfließt? - Wie berechnet man die Menge, die nach einer bestimmten Zeit insgesamt hinzugekommen ist? - Stell dir vor, das Becken hat eine bestimmte Größe. Was sagt dir die Differenz zwischen der Größe und dem aktuellen Inhalt?

Lösung

1. Die Netto-Änderungsrate pro Minute ist die Summe der Zuflüsse abzüglich des Abflusses: \(a+b-c\) Liter pro Minute. 2. Nach \(m\) Minuten beträgt die gesamte Änderung \(m\cdot(a+b-c)\) Liter. 3. Zusammen mit dem Anfangsbestand ergibt sich \(W=B+m\cdot(a+b-c)\). 4. Im Term aus b) ist \(B+m\cdot(a+b-c)\) die aktuelle Wassermenge. 5. Die Differenz zum Fassungsvermögen \(V\) ist das freie Volumen des Beckens. 6. Das Modell gilt nur für \(m\ge0\) und \(0\le B+m\cdot(a+b-c)\le V\); außerhalb dieses Bereichs wäre das Becken leer oder überfüllt.

Antwort

a) \(W=B+m\cdot(a+b-c)\) b) Der Term berechnet das freie Volumen des Beckens, also wie viele Liter nach \(m\) Minuten noch hineinpassen. Gültig ist das Modell für \(m\ge0\) mit \(0\le B+m\cdot(a+b-c)\le V\).
4225467
Ein Stromanbieter berechnet eine monatliche Grundgebühr von \(G\,\text{€}\) und zusätzlich einen Preis von \(p\,\text{€}\) pro verbrauchter Kilowattstunde. a) Stelle einen Term für die monatlichen Gesamtkosten bei einem Verbrauch von \(k\) Kilowattstunden auf. b) Der Anbieter ändert seine Tarife: Die Grundgebühr wird um \(5\,\text{€}\) erhöht und der Preis pro Kilowattstunde wird um \(0{,}02\,\text{€}\) gesenkt. Stelle den neuen Term für die monatlichen Gesamtkosten auf.

Denkanstöße

- Welche Kosten fallen unabhängig vom Verbrauch an? - Wie verändert sich ein Wert, wenn er um einen festen Betrag erhöht oder gesenkt wird? - Setze die geänderte Grundgebühr und den geänderten Kilowattstundenpreis zunächst getrennt in den Kostenterm ein.

Lösung

1. Die feste Grundgebühr beträgt \(G\), die verbrauchsabhängigen Kosten betragen \(kp\). Damit lautet der ursprüngliche Kostenterm \(G+kp\). 2. Nach der Änderung beträgt die Grundgebühr \(G+5\) und der Preis pro Kilowattstunde \(p-0{,}02\). 3. Der neue Kostenterm ist daher \((G+5)+k(p-0{,}02)\). Ausmultipliziert ergibt sich \(G+5+kp-0{,}02k\).

Antwort

a) \(G+kp\) b) \((G+5)+k(p-0{,}02)\) oder \(G+5+kp-0{,}02k\)
4225547
Zwei Motorboote A und B befinden sich auf einem Fluss mit der Strömungsgeschwindigkeit \(v_s\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\). Sie sind \(d\,\text{km}\) voneinander entfernt und fahren direkt aufeinander zu. Boot A fährt mit der Strömung und hat die Eigengeschwindigkeit \(v_A\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\). Boot B fährt gegen die Strömung mit der Eigengeschwindigkeit \(v_B\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\); dabei gilt \(v_B>v_s\). a) Stelle die Terme für die jeweiligen Geschwindigkeiten der Boote gegenüber dem Ufer auf. b) Stelle einen Term für die Annäherungsgeschwindigkeit \(v_{ann}\) der beiden Boote auf und vereinfache diesen so weit wie möglich. c) Welchen Einfluss hat die Strömungsgeschwindigkeit des Flusses auf die Zeit, die vergeht, bis sich die Boote treffen? Begründe deine Antwort mithilfe deines Ergebnisses aus b).

Denkanstöße

- Wie berechnet man die Geschwindigkeit, mit der sich zwei Objekte aufeinander zubewegen? - Überlege zuerst, wie schnell jedes Boot für einen Beobachter am Ufer fährt. - Kannst du den kombinierten Term durch das Weglassen von Klammern und Zusammenfassen kürzer schreiben? - Schau dir den fertigen Term genau an: Welche Variablen sind noch enthalten und welche sind verschwunden?

Lösung

1. Bestimmung der Einzelgeschwindigkeiten gegenüber dem Ufer: Für Boot A (mit der Strömung) ergibt sich \(v_{A,Ufer} = v_A + v_s\). Für Boot B (gegen die Strömung) ergibt sich \(v_{B,Ufer} = v_B - v_s\). 2. Aufstellen des Terms für die Annäherungsgeschwindigkeit: Da die Boote aufeinander zufahren, addieren sich ihre Geschwindigkeiten gegenüber dem Ufer: \(v_{ann} = (v_A + v_s) + (v_B - v_s)\). 3. Vereinfachung des Terms: Durch Auflösen der Klammern und Zusammenfassen erhält man \(v_{ann} = v_A + v_s + v_B - v_s = v_A + v_B\). 4. Analyse des Einflusses: Da die Variable \(v_s\) im vereinfachten Term für die Annäherungsgeschwindigkeit nicht mehr vorkommt, heben sich die Einflüsse der Strömung gegenseitig auf. Die Zeit bis zum Treffen (\(t = \frac{d}{v_A + v_B}\)) bleibt also unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit gleich.

Antwort

a) Boot A: \(v_A + v_s\); Boot B: \(v_B - v_s\) b) \(v_{ann} = v_A + v_B\) c) Die Strömungsgeschwindigkeit hat keinen Einfluss auf die Zeit bis zum Treffen, da sie sich in der Annäherungsgeschwindigkeit aufhebt.
4225637
Zwei Wanderer, Lukas und Marie, sind auf einem geraden Weg in die gleiche Richtung unterwegs. Marie hat einen Vorsprung von \(d\) Metern. Lukas geht mit \(v_1\,\frac{\text{m}}{\text{min}}\), Marie mit \(v_2\,\frac{\text{m}}{\text{min}}\), wobei \(v_1>v_2\) gilt. a) Stelle eine lineare Gleichung für die Zeit \(t\) bis zum Einholen auf und löse sie nach \(t\) auf. b) Berechne die Einholzeit für \(d=450\,\text{m}\), \(v_1=80\,\frac{\text{m}}{\text{min}}\) und \(v_2=50\,\frac{\text{m}}{\text{min}}\).

Denkanstöße

- Beschreibe für beide Personen den zurückgelegten Weg nach \(t\) Minuten. - Beim Einholen befinden sich beide an derselben Stelle; Maries Anfangsvorsprung gehört zu ihrem Wegterm dazu. - Forme die entstehende lineare Gleichung anschließend nach \(t\) um.

Lösung

1. Nach \(t\) Minuten hat Lukas den Weg \(v_1t\) zurückgelegt. Marie hat in dieser Zeit zusätzlich zu ihrem Vorsprung den Weg \(v_2t\) zurückgelegt. 2. Beim Einholen sind beide am selben Ort. Daher gilt \(v_1t=d+v_2t\). 3. Subtrahieren von \(v_2t\) liefert \((v_1-v_2)t=d\). Wegen \(v_1>v_2\) ist \(v_1-v_2>0\), also \(t=\frac{d}{v_1-v_2}\). 4. Einsetzen ergibt \(t=\frac{450}{80-50}=\frac{450}{30}=15\,\text{min}\).

Antwort

a) \(v_1t=d+v_2t\), daraus \(t=\frac{d}{v_1-v_2}\) b) \(15\,\text{min}\)
4225648
Zwei Spardosen werden über mehrere Monate hinweg gefüllt. In Spardose A befinden sich zu Beginn \(x\,\text{€}\). Jeden Monat kommen \(a\,\text{€}\) hinzu. Spardose B ist anfangs leer, aber hier werden monatlich \(b\,\text{€}\) eingezahlt. Dabei ist die monatliche Sparrate bei Spardose B höher als bei A (\(b > a\)). a) Stelle einen Term für den Zeitpunkt \(n\) auf, zu dem beide Spardosen gleich viel enthalten. Gib außerdem an, unter welcher Bedingung die Gleichheit genau nach einer ganzen Anzahl von Monaten eintritt. b) Erkläre anhand der Struktur deines Terms, wie sich die Zeit \(n\) verändert, wenn die Sparrate \(b\) größer wird, während \(x\) und \(a\) gleich bleiben.

Denkanstöße

- Welche Terme beschreiben die beiden Guthaben nach \(n\) Monaten? - Was muss für diese beiden Terme gelten, wenn beide Spardosen gleich viel enthalten? - Versuche, den Faktor mit \(n\) nach dem Umformen auszuklammern. - Untersuche anschließend, wie sich ein Bruch verändert, wenn sein positiver Nenner größer wird und der Zähler fest bleibt.

Lösung

1. Die Guthaben nach \(n\) Monaten lauten \(x + an\) und \(bn\). 2. Für gleich große Guthaben gilt \(x + an = bn\). 3. Subtraktion von \(an\) ergibt \(x = bn - an\). 4. Ausklammern von \(n\) ergibt \(x = n(b-a)\), also \(n = \frac{x}{b-a}\). 5. Wenn \(b\) bei festem \(x\) und \(a\) größer wird, wird \(b-a\) größer und damit \(n\) kleiner. 6. Eine Gleichheit genau nach ganzen Monaten tritt ein, wenn \(\frac{x}{b-a}\) eine nichtnegative ganze Zahl ist.

Antwort

a) \(n=\frac{x}{b-a}\); für eine Gleichheit nach ganzen Monaten muss \(\frac{x}{b-a}\in\mathbb{N}_0\) gelten. b) Wenn \(b\) größer wird, vergrößert sich der Nenner \(b-a\); dadurch wird \(n\) kleiner.
4226027
Ein Streaming-Dienst bietet ein Abonnement an, das eine monatliche Grundgebühr von \(8{,}50\,\text{€}\) kostet. Zusätzlich fallen für jeden geliehenen Film Kosten von \(2{,}50\,\text{€}\) an. a) Stelle einen Term für die monatlichen Gesamtkosten bei \(n\) geliehenen Filmen auf. b) Wie hoch sind die Kosten in einem Monat, in dem \(6\) Filme geliehen wurden? c) Ein Konkurrenzangebot verlangt keine Grundgebühr, aber dafür \(4{,}00\,\text{€}\) pro geliehenem Film. Entscheide durch Rechnung, welches Angebot bei \(5\) Filmen pro Monat günstiger ist.

Denkanstöße

- Welche Kosten fallen nur einmal an und welche hängen von der Anzahl der Filme ab? - Wie kannst du „Kosten pro Stück“ mathematisch ausdrücken? - Berechne für den Vergleich beide Angebote getrennt und vergleiche dann die Endergebnisse.

Lösung

1. Aufstellen des Terms für die Gesamtkosten: Die Grundgebühr ist konstant, die Filmkosten hängen von \(n\) ab: \(8{,}50 + 2{,}50n\). 2. Berechnung für \(n = 6\): \(8{,}50 + 2{,}50 \cdot 6 = 8{,}50 + 15 = 23{,}50\). Die Kosten betragen \(23{,}50\,\text{€}\). 3. Vergleich für \(n = 5\): Erster Dienst: \(8{,}50 + 2{,}50 \cdot 5 = 8{,}50 + 12{,}50 = 21{,}00\,\text{€}\). Konkurrenz: \(4{,}00 \cdot 5 = 20{,}00\,\text{€}\). 4. Da \(20{,}00\,\text{€} < 21{,}00\,\text{€}\), ist das Konkurrenzangebot bei 5 Filmen günstiger.

Antwort

a) Term: \(8{,}50 + 2{,}50n\) b) \(23{,}50\,\text{€}\) c) Das Konkurrenzangebot ist günstiger (\(20{,}00\,\text{€}\) statt \(21{,}00\,\text{€}\)).
4230047
Ein rechteckiges Beet hat die positiven Seitenlängen \(a\) und \(b\). Für die Umgestaltung gilt \(0<x<b\). 1. Notiere einen Term für den Umfang \(U_{\text{alt}}\) des Beets. 2. Das Beet wird nun umgestaltet: Die Seite \(a\) wird um ein Stück der Länge \(x\) verlängert, während die Seite \(b\) um das gleiche Stück \(x\) verkürzt wird. Stelle einen Term für den neuen Umfang \(U_{\text{neu}}\) auf und vereinfache ihn vollständig. 3. Vergleiche die Terme für \(U_{\text{alt}}\) und \(U_{\text{neu}}\). Was stellst du fest? 4. Berechne zur Kontrolle beide Umfänge für die Werte \(a = 40\,\text{m}\), \(b = 25\,\text{m}\) und \(x = 5\,\text{m}\).

Denkanstöße

- Wie lautet die allgemeine Formel für den Umfang eines Rechtecks? - Überlege, wie die neuen Seitenlängen aussehen, wenn du \(x\) addierst oder subtrahierst. - Setze die neuen Seitenlängen in die Umfangsformel ein und achte auf die Klammern. - Was passiert mit dem \(x\), wenn du den Term innerhalb der großen Klammer zusammenfasst?

Lösung

1. Der Umfang eines Rechtecks berechnet sich durch \(U_{\text{alt}} = 2(a + b)\) oder \(2a + 2b\). 2. Die neuen Seitenlängen sind \((a + x)\) und \((b - x)\). Der neue Umfang ist \(U_{\text{neu}} = 2((a + x) + (b - x))\). Vereinfachung der inneren Klammer: \(a + x + b - x = a + b\). Damit ergibt sich \(U_{\text{neu}} = 2(a + b)\). 3. Der Vergleich zeigt, dass \(U_{\text{alt}} = U_{\text{neu}}\) ist. Der Umfang bleibt also unverändert, wenn eine Seite um denselben Betrag verlängert wird, um den die andere verkürzt wird. 4. Berechnung für \(a=40\,\text{m};\ b=25\,\text{m};\ x=5\,\text{m}\): \(U_{\text{alt}} = 2 \cdot (40\,\text{m} + 25\,\text{m}) = 2 \cdot 65\,\text{m} = 130\,\text{m}\). \(U_{\text{neu}} = 2 \cdot ((40\,\text{m} + 5\,\text{m}) + (25\,\text{m} - 5\,\text{m})) = 2 \cdot (45\,\text{m} + 20\,\text{m}) = 2 \cdot 65\,\text{m} = 130\,\text{m}\).

Antwort

1. \(U_{\text{alt}} = 2(a + b)\). 2. \(U_{\text{neu}} = 2(a + b)\). 3. Die Umfänge sind identisch (\(U_{\text{alt}} = U_{\text{neu}}\)). 4. Beide Umfänge betragen \(130\,\text{m}\).
4230077
Für \(a>0\), \(b>0\) und \(2b<3a\) hat ein Viereck den Umfang \(U = 10a + 6b\). Über drei Seitenlängen ist bekannt: - Die erste Seite \(s_1\) hat die Länge \(2a + b\). - Die zweite Seite \(s_2\) ist um \(a\) länger als die erste Seite. - Die dritte Seite \(s_3\) ist um \(2b\) kürzer als die zweite Seite. Stelle einen Term für die vierte Seite \(s_4\) auf und vereinfache ihn so weit wie möglich.

Denkanstöße

- Kannst du die Längen der ersten drei Seiten nacheinander als Terme aufschreiben? - Wie hängen der Umfang und die einzelnen Seiten eines Vierecks zusammen? - Achte beim Subtrahieren von Termen besonders auf die Vorzeichen in der Klammer.

Lösung

1. Term für die zweite Seite aufstellen: \(s_2 = (2a + b) + a = 3a + b\) 2. Term für die dritte Seite aufstellen: \(s_3 = (3a + b) - 2b = 3a - b\) 3. Summe der ersten drei Seiten berechnen: \(s_1 + s_2 + s_3 = (2a + b) + (3a + b) + (3a - b) = 8a + b\) 4. Vierte Seite durch Subtraktion vom Gesamtumfang bestimmen: \(s_4 = (10a + 6b) - (8a + b)\) 5. Term vereinfachen: \(s_4 = 10a + 6b - 8a - b = 2a + 5b\)

Antwort

Die vierte Seite hat die Länge \(2a + 5b\).
4230087
Ein Draht der Gesamtlänge \((16y+20)\,\text{cm}\) wird zu einem Viereck gebogen. Dabei wird \(y\) so gewählt, dass alle Seitenlängen positiv sind und ein Viereck bilden. - Die erste Seite ist \((5y+4)\,\text{cm}\) lang. - Die zweite Seite ist genau halb so lang wie die erste Seite. - Die dritte Seite ist \((3y+6)\,\text{cm}\) lang. a) Bestimme den vereinfachten Term für die vierte Seite \(s_4\). b) Überprüfe durch Rechnung, ob die vierte Seite länger als die erste Seite ist, wenn \(y = 10\) gewählt wird.

Denkanstöße

- Wie berechnet man die Hälfte eines Terms? - Was musst du tun, um herauszufinden, welche Seite bei einem bestimmten Wert für \(y\) länger ist? - Kannst du zuerst alle bekannten Seiten zu einem einzigen Term zusammenfassen?

Lösung

1. Erste Seite: \(s_1 = 5y + 4\) 2. Zweite Seite als Hälfte der ersten berechnen: \(s_2 = 0{,}5(5y + 4) = 2{,}5y + 2\) 3. Dritte Seite: \(s_3 = 3y + 6\) 4. Summe der bekannten Seiten: \((5y + 4) + (2{,}5y + 2) + (3y + 6) = 10{,}5y + 12\) 5. Vierte Seite berechnen: \(s_4 = (16y + 20) - (10{,}5y + 12) = 5{,}5y + 8\) 6. Einsetzen von \(y = 10\): \(s_1 = 5 \cdot 10 + 4 = 54\,\text{cm}\); \(s_4 = 5{,}5 \cdot 10 + 8 = 63\,\text{cm}\) 7. Vergleich: Da \(63 > 54\), ist die vierte Seite länger als die erste.

Antwort

a) Der Term für die vierte Seite lautet \((5{,}5y+8)\,\text{cm}\). b) Ja, für \(y = 10\) ist die vierte Seite (\(63\,\text{cm}\)) länger als die erste Seite (\(54\,\text{cm}\)).
4235827
Ein mathematisches Rätsel beschäftigt sich mit der Differenz der Quadrate von zwei aufeinanderfolgenden ganzen Zahlen. a) Berechne die Differenz der Quadrate für die Paare \( (1, 2) \), \( (4, 5) \) und \( (10, 11) \). Rechne dabei immer „größeres Quadrat minus kleineres Quadrat“. Was fällt dir bei den Ergebnissen auf? b) Sei \( n \) die kleinere der beiden aufeinanderfolgenden Zahlen. Stelle einen Term für die Differenz der Quadrate von \( n \) und ihrem Nachfolger \( n+1 \) auf. c) Vereinfache den Term (multipliziere dazu die Klammern aus) und begründe, warum das Ergebnis immer eine ungerade Zahl sein muss.

Denkanstöße

- Was bedeutet „Differenz der Quadrate“ als Rechenvorschrift? - Wenn \( n \) eine Zahl ist, wie heißt dann ihr direkter Nachfolger? - Erinnere dich an das Distributivgesetz, um den Ausdruck \( (n+1) \cdot (n+1) \) auszumultiplizieren. - Wie ist eine ungerade Zahl mathematisch definiert?

Lösung

1. Berechnung der Beispiele: \( 2^2 - 1^2 = 3 \), \( 5^2 - 4^2 = 9 \), \( 11^2 - 10^2 = 21 \). Beobachtung: Die Ergebnisse sind alle ungerade. 2. Aufstellen des allgemeinen Terms: \( (n + 1)^2 - n^2 \). 3. Ausmultiplizieren des Quadrats: \( (n + 1) \cdot (n + 1) - n^2 = (n^2 + n + n + 1) - n^2 \). 4. Vereinfachen des Terms: \( n^2 + 2n + 1 - n^2 = 2n + 1 \). 5. Begründung der Parität: Der Term \( 2n \) ist für jede ganze Zahl \( n \) eine gerade Zahl. Addiert man 1 zu einer geraden Zahl, erhält man stets eine ungerade Zahl. Somit ist \( 2n + 1 \) immer ungerade.

Antwort

a) Die Ergebnisse sind \( 3, 9 \) und \( 21 \). Es fällt auf, dass alle Ergebnisse ungerade sind. b) Der Term lautet \( (n + 1)^2 - n^2 \). c) Vereinfacht ergibt der Term \( 2n + 1 \). Da \( 2n \) immer gerade ist, ist \( 2n + 1 \) immer ungerade.
4237537
Ivo Petrov besitzt ein rechteckiges Gartenbeet, das \(8\,\text{m}\) länger als breit ist. Für eine Neupflanzung verringert er die Länge um \(3\,\text{m}\) und erhöht gleichzeitig die Breite um \(3\,\text{m}\). Berechne, um wie viele Quadratmeter sich der Flächeninhalt des Beets verändert.

Denkanstöße

- Wähle eine Variable für die ursprüngliche Breite und drücke die Länge damit aus. - Übertrage die beiden Änderungen auf diese Seitenterme. - Vergleiche die Flächenterme erst nach dem Ausmultiplizieren.

Lösung

1. Sei \(b\) die ursprüngliche Breite. Dann ist die ursprüngliche Länge \(b+8\). 2. Der ursprüngliche Flächeninhalt ist \(A_1=b(b+8)=b^2+8b\). 3. Nach der Änderung sind die Seiten \(b+3\) und \(b+5\). 4. Der neue Flächeninhalt ist \(A_2=(b+3)(b+5)=b^2+8b+15\). 5. Damit gilt \(A_2-A_1=15\). Die Fläche vergrößert sich um \(15\,\text{m}^2\).

Antwort

Der Flächeninhalt vergrößert sich um \(15\,\text{m}^2\).
4237547
Ein rechteckiger Parkplatz ist \(12\,\text{m}\) länger als er breit ist. Ein zweiter Parkplatz ist quadratisch. Seine Seitenlänge entspricht genau dem Mittelwert aus der Länge und der Breite des ersten Parkplatzes. a) Stelle für beide Parkplätze einen Term für den Flächeninhalt auf. Verwende \(b\) für die Breite des rechteckigen Parkplatzes. b) Welcher der beiden Parkplätze hat die größere Fläche? Bestimme den genauen Unterschied in Quadratmetern.

Denkanstöße

- Erinnere dich daran, wie man den Mittelwert (Durchschnitt) von zwei Werten berechnet. - Drücke die Seitenlänge des Quadrats mithilfe der Breite \(b\) aus und vereinfache den Term so weit wie möglich. - Multipliziere die Terme für die Flächeninhalte aus, um sie besser vergleichen zu können. - Schau dir die fertigen Terme genau an: Welcher Teil ist in beiden gleich und wo liegt der Unterschied?

Lösung

1. Für das Rechteck gilt: Breite \(= b\), Länge \(= b + 12\). Der Flächeninhalt ist \(A_R = b \cdot (b + 12) = b^2 + 12b\). 2. Die Seitenlänge \(s\) des Quadrats ist der Mittelwert: \(s = \frac{b + (b + 12)}{2} = \frac{2b + 12}{2} = b + 6\). 3. Der Flächeninhalt des Quadrats ist \(A_Q = (b + 6) \cdot (b + 6) = b^2 + 12b + 36\). 4. Vergleich der Terme: \(A_Q = A_R + 36\). Der quadratische Parkplatz ist daher um \(36\,\text{m}^2\) größer.

Antwort

a) Rechteck: \(b \cdot (b + 12)\) oder \(b^2 + 12b\); Quadrat: \((b + 6)^2\) oder \(b^2 + 12b + 36\). b) Der quadratische Parkplatz ist um \(36\,\text{m}^2\) größer.
4237938
Ein Gartenteich kann durch zwei Schläuche befüllt werden. Schlauch A benötigt allein \(x\) Stunden, Schlauch B allein \(y\) Stunden, wobei \(x>0\) und \(y>0\) gilt. a) Stelle einen Term für den Anteil des Teichs auf, den beide Schläuche zusammen in einer Stunde füllen. b) Stelle einen Term für die gemeinsame Füllzeit auf und vereinfache ihn. c) Berechne die gemeinsame Zeit für \(x=6\) und \(y=3\). d) Vereinfache den Term aus b) für den Fall \(x=y\) und interpretiere das Ergebnis.

Denkanstöße

- Beschreibe zuerst, welchen Bruchteil des Teichs jeder Schlauch in einer Stunde füllt. - Bringe die beiden Bruchterme für a) auf einen gemeinsamen Nenner. - Die Zeit für eine ganze Füllung ist der Kehrwert der gemeinsamen Leistung. - Setze für d) \(y=x\) erst nach dem Aufstellen des allgemeinen Terms ein.

Lösung

1. Schlauch A füllt pro Stunde \(\frac{1}{x}\), Schlauch B \(\frac{1}{y}\) des Teichs. 2. Zusammen ist der Anteil \(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{x+y}{xy}\). 3. Die gemeinsame Füllzeit ist der Kehrwert: \(\frac{xy}{x+y}\). 4. Für \(x=6\) und \(y=3\) ergibt sich \(\frac{18}{9}=2\,\text{h}\). 5. Für \(x=y\) gilt \(\frac{x^2}{2x}=\frac{x}{2}\). Zwei gleich schnelle Schläuche halbieren die Einzelzeit.

Antwort

a) \(\frac{1}{x}+\frac{1}{y}=\frac{x+y}{xy}\) b) \(\frac{xy}{x+y}\) c) \(2\,\text{h}\) d) \(\frac{x}{2}\); die Einzelzeit halbiert sich.
4237948
Lukas und Simon streichen einen Zaun. Lukas benötigt allein \(t\) Stunden mit \(t>0\). Simon benötigt für dieselbe Arbeit nur halb so viel Zeit. a) Gib Simons Arbeitszeit als Term in Abhängigkeit von \(t\) an. b) Welchen Anteil des Zauns schaffen beide zusammen in einer Stunde? Stelle einen Term auf und vereinfache ihn. c) Ermittle einen Term für die gemeinsame Arbeitszeit. d) Lukas behauptet: „Wenn ich allein \(6\,\text{Stunden}\) brauche, sparen wir \(4\,\text{Stunden}\), wenn wir zusammenarbeiten.“ Überprüfe die Aussage.

Denkanstöße

- Übersetze „halb so viel Zeit“ zuerst in einen Term. - Beschreibe anschließend den Arbeitsanteil pro Stunde für jede Person. - Addiere die beiden Bruchterme und überlege, wie du daraus die Zeit für die ganze Arbeit erhältst.

Lösung

1. Simon benötigt \(\frac{t}{2}\) Stunden. 2. Lukas schafft pro Stunde \(\frac{1}{t}\), Simon \(\frac{1}{t/2}=\frac{2}{t}\) des Zauns. 3. Zusammen schaffen sie \(\frac{3}{t}\) des Zauns pro Stunde. 4. Die gemeinsame Arbeitszeit ist \(\frac{t}{3}\). 5. Für \(t=6\) beträgt die gemeinsame Zeit \(2\,\text{h}\). Gegenüber \(6\,\text{h}\) werden \(4\,\text{h}\) gespart; die Aussage stimmt.

Antwort

a) \(\frac{t}{2}\) b) \(\frac{3}{t}\) c) \(\frac{t}{3}\) d) Die Aussage stimmt; die gemeinsame Zeit beträgt \(2\,\text{h}\).
4238078
Die Geschwister Anna und Lukas gehen gemeinsam eine Strecke von \(s\) Metern. Annas Schrittlänge beträgt \(L\,\text{cm}\), Lukas legt pro Schritt \(5\,\text{cm}\) weniger zurück. Es gilt \(s>0\) und \(L>5\). a) Stelle für beide die Anzahl der Schritte als Term auf. Beachte die unterschiedlichen Einheiten. b) Stelle einen Term für den Unterschied in der Schrittanzahl auf. c) Berechne beide Schrittzahlen und ihren Unterschied für \(s=600\,\text{m}\) und \(L=80\,\text{cm}\).

Denkanstöße

- Bringe Strecke und Schrittlänge zuerst in dieselbe Einheit. - Die Schrittzahl entsteht als Gesamtstrecke geteilt durch Schrittlänge. - Für b) werden zwei Bruchterme mit unterschiedlichen Nennern voneinander abgezogen.

Lösung

1. Die Strecke \(s\,\text{m}\) entspricht \(100s\,\text{cm}\). 2. Anna benötigt \(\frac{100s}{L}\) Schritte, Lukas \(\frac{100s}{L-5}\) Schritte. 3. Der Unterschied ist \(\frac{100s}{L-5}-\frac{100s}{L}\). 4. Für \(s=600\) und \(L=80\) erhält man für Anna \(750\) Schritte und für Lukas \(800\) Schritte. 5. Lukas benötigt damit \(50\) Schritte mehr.

Antwort

a) Anna: \(\frac{100s}{L}\); Lukas: \(\frac{100s}{L-5}\) b) \(\frac{100s}{L-5}-\frac{100s}{L}\) c) Anna: \(750\) Schritte; Lukas: \(800\) Schritte; Unterschied: \(50\) Schritte.
4238088
Zwei Pumpen sollen ein Wasserbecken mit einem Volumen von \(V\) Litern füllen. Pumpe A fördert \(x\) Liter pro Minute, Pumpe B fördert \(x+10\) Liter pro Minute. Es gilt \(V>0\) und \(x>0\). a) Stelle einen Term für den Zeitunterschied \(\Delta t\) auf, den die beiden Pumpen jeweils allein zum Füllen benötigen. b) Untersuche mit deinem Term, wie sich dieser Zeitunterschied verändert, wenn das Becken das doppelte Volumen \(2V\) hat. Begründe.

Denkanstöße

- Stelle zuerst für jede Pumpe den Quotienten aus Volumen und Förderrate auf. - Der gesuchte Unterschied entsteht durch Subtraktion dieser beiden Bruchterme. - Ersetze in b) nur \(V\) durch \(2V\) und vergleiche mit dem ursprünglichen Ausdruck.

Lösung

1. Pumpe A benötigt \(\frac{V}{x}\) Minuten, Pumpe B \(\frac{V}{x+10}\) Minuten. 2. Der Zeitunterschied ist \(\Delta t=\frac{V}{x}-\frac{V}{x+10}\). 3. Bei Volumen \(2V\) gilt \(\Delta t_{\text{neu}}=\frac{2V}{x}-\frac{2V}{x+10}=2\left(\frac{V}{x}-\frac{V}{x+10}\right)\). 4. Der Zeitunterschied verdoppelt sich.

Antwort

a) \(\Delta t=\frac{V}{x}-\frac{V}{x+10}\) b) Der Zeitunterschied verdoppelt sich.
4238228
Ein Kopiergerät druckt mit konstanter Geschwindigkeit \(v\) Seiten pro Minute. Für einen ersten Auftrag gilt \(n=vm\); für einen zweiten Auftrag gilt \(x=vT\). Alle Größen sind im Sachzusammenhang positiv. a) Löse \(n=vm\) nach \(v\) auf. b) Löse \(x=vT\) nach \(T\) auf. c) Das Gerät druckt \(180\) Seiten in \(4{,}5\) Minuten. Bestimme \(v\). d) Wie lange benötigt es bei dieser Geschwindigkeit für \(540\) Seiten?

Denkanstöße

- Isoliere in jeder Formel genau die verlangte Variable. - Welche Multiplikation muss jeweils rückgängig gemacht werden? - Nutze für d) die in c) bestimmte Geschwindigkeit in der bereits umgestellten Formel.

Lösung

1. Für \(m\ne0\) folgt aus \(n=vm\): \(v=\frac{n}{m}\). 2. Für \(v\ne0\) folgt aus \(x=vT\): \(T=\frac{x}{v}\). 3. Es ist \(v=180:4{,}5=40\) Seiten pro Minute. 4. Damit gilt \(T=540:40=13{,}5\) Minuten.

Antwort

a) \(v=\frac{n}{m}\) b) \(T=\frac{x}{v}\) c) \(40\) Seiten pro Minute d) \(13{,}5\) Minuten
4238288
Ein Team aus zwei Facharbeitern und drei Hilfskräften mäht eine Fläche von \(A\) Quadratmetern. Ein Facharbeiter schafft \(f\) Quadratmeter pro Stunde, eine Hilfskraft \(h\) Quadratmeter pro Stunde; dabei gelten \(f>0\) und \(h>0\). Für die Einsatzdauer \(d\) gilt \(A=(2f+3h)d\). a) Löse die Formel nach \(d\) auf. b) Nach einer Umstellung besteht das Team aus einem Facharbeiter und fünf Hilfskräften. Stelle die entsprechende Formel für die neue Dauer \(d_{\text{neu}}\) auf und löse sie nach \(d_{\text{neu}}\) auf. c) Berechne beide Dauern für \(A=1920\), \(f=120\) und \(h=80\). Welches Team ist schneller?

Denkanstöße

- Welche gesamte Leistung multipliziert jeweils die Zeit? - Formuliere für das neue Team zuerst den neuen Leistungsfaktor. - Vergleiche in c) die beiden Zeiten, nicht nur die Leistungswerte.

Lösung

1. Aus \(A=(2f+3h)d\) folgt für \(2f+3h\ne0\): \(d=\frac{A}{2f+3h}\). 2. Für das neue Team gilt \(A=(f+5h)d_{\text{neu}}\), also \(d_{\text{neu}}=\frac{A}{f+5h}\) für \(f+5h\ne0\). 3. Ursprünglich ist \(d=\frac{1920}{240+240}=4\) Stunden. 4. Neu ist \(d_{\text{neu}}=\frac{1920}{120+400}=\frac{48}{13}\approx3{,}69\) Stunden. 5. Das neue Team benötigt weniger Zeit und ist daher schneller.

Antwort

a) \(d=\frac{A}{2f+3h}\) b) \(d_{\text{neu}}=\frac{A}{f+5h}\) c) Ursprünglich: \(4\,\text{h}\); neu: \(\frac{48}{13}\,\text{h}\approx3{,}69\,\text{h}\). Das neue Team ist schneller.
4238317
Zwei Radfahrer, Lukas und Marie, wohnen in zwei \(d\,\text{km}\) voneinander entfernten Orten und fahren gleichzeitig aufeinander zu. Lukas fährt mit \(v\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\). Marie fährt \(4\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\) schneller. a) Stelle eine lineare Gleichung für die Zeit \(t\) bis zum Zusammentreffen auf und löse sie nach \(t\) auf. b) Berechne die Zeit für \(d=48\,\text{km}\) und \(v=10\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\). c) Wie lautet die Gleichung und die daraus folgende Zeitformel, wenn Marie stattdessen nur halb so schnell wie Lukas fährt?

Denkanstöße

- Schreibe für beide Radfahrer jeweils den in \(t\) Stunden zurückgelegten Weg auf. - Beim Treffen ist die Summe der beiden Wege genau \(d\). - Fasse die \(t\)-Terme zusammen, bevor du die Gleichung nach \(t\) auflöst.

Lösung

1. Lukas legt in \(t\) Stunden \(vt\) Kilometer zurück, Marie \((v+4)t\) Kilometer. 2. Beim Treffen ergeben beide Wege zusammen die Gesamtentfernung: \(vt+(v+4)t=d\). 3. Zusammenfassen liefert \((2v+4)t=d\), also \(t=\frac{d}{2v+4}\). 4. Für \(d=48\) und \(v=10\) gilt \(t=\frac{48}{24}=2\,\text{h}\). 5. Fährt Marie mit \(0{,}5v\), gilt \(vt+0{,}5vt=d\). Damit folgt \(1{,}5vt=d\) und \(t=\frac{d}{1{,}5v}\).

Antwort

a) \(vt+(v+4)t=d\), daraus \(t=\frac{d}{2v+4}\) b) \(2\,\text{h}\) c) \(vt+0{,}5vt=d\), daraus \(t=\frac{d}{1{,}5v}\)
4238348
Ein Wasservorrat reicht bei einem täglichen Verbrauch von \(v\) Litern genau \(t\) Tage. Nach einer Einsparung von \(w\) Litern pro Tag, wobei \(0<w<v\) gilt, reicht derselbe Vorrat \(T\) Tage. Daher gilt die Formel \(tv=(v-w)T\). a) Löse die Formel nach \(T\) auf. b) Berechne \(T\) für \(t=20\), \(v=60\) und \(w=12\). c) Um wie viele Tage verlängert sich die Vorratsdauer in diesem Zahlenbeispiel?

Denkanstöße

- Welcher vollständige Faktor multipliziert \(T\)? - Teile beide Seiten durch \(v-w\). - Die zusätzliche Zeit in c) wird erst nach der numerischen Berechnung von \(T\) bestimmt.

Lösung

1. Aus \(tv=(v-w)T\) folgt für \(v-w\ne0\): \(T=\frac{tv}{v-w}\). 2. Einsetzen ergibt \(T=\frac{20\cdot60}{60-12}=\frac{1200}{48}=25\) Tage. 3. Die Verlängerung beträgt \(25-20=5\) Tage.

Antwort

a) \(T=\frac{tv}{v-w}\) b) \(25\) Tage c) \(5\) Tage
4238358
Ein Vorratsspeicher enthält zu Beginn \(M\,\text{kg}\) Holzpellets mit \(M>0\). Eine vollständige Füllung kostet \(S\,\text{€}\); der Preis pro Kilogramm ist konstant. Nach \(t\) Tagen seien noch \(R\,\text{kg}\) Pellets vorhanden. Die Anlage verbraucht täglich Pellets im Wert von \(k\,\text{€}\). Aus dem Sachzusammenhang ergibt sich die Formel \(kt=(M-R)\cdot\frac{S}{M}\). a) Löse die Formel nach \(R\) auf. b) Berechne \(R\) für \(M=3000\,\text{kg}\), \(S=1200\,\text{€}\), \(k=10\,\text{€}\) und \(t=30\). c) Welche Bedingung muss für \(S\) gelten, damit die Umformung sinnvoll ist?

Denkanstöße

- Beseitige zuerst den Bruch, indem du beide Seiten mit \(M\) multiplizierst. - Isoliere anschließend den Ausdruck \(M-R\) und danach \(R\). - Bei welcher Variablen entsteht beim Umformen eine Division? Welche Einschränkung folgt daraus?

Lösung

1. Ausgangspunkt ist \(kt=(M-R)\cdot\frac{S}{M}\). 2. Multiplikation mit \(M\) ergibt \(kMt=(M-R)S\). 3. Für \(S\ne0\) folgt durch Division durch \(S\): \(\frac{kMt}{S}=M-R\). 4. Damit ist \(R=M-\frac{kMt}{S}\). 5. Einsetzen ergibt \(R=3000-\frac{10\cdot3000\cdot30}{1200}=2250\,\text{kg}\). 6. Da durch \(S\) dividiert wird, muss \(S\ne0\) gelten; im Sachzusammenhang ist ohnehin \(S>0\).

Antwort

a) \(R=M-\frac{kMt}{S}\) b) \(R=2250\,\text{kg}\) c) \(S\ne0\) (im Sachzusammenhang: \(S>0\))
4238447
Ein Logistikunternehmen stapelt Kisten auf Paletten. Eine Palette wird mit \(r\) Reihen zu je \(k\) Kisten beladen. Jede Kiste hat eine Masse von \(m\,\text{kg}\). a) Stelle einen Term für die Masse der Ladung \(G\) in Kilogramm auf. b) Eine leere Holzpalette wiegt zusätzlich \(25\,\text{kg}\). Erstelle einen Term für die Gesamtmasse \(M\) einer beladenen Palette in Tonnen. c) Ein Gabelstapler darf maximal \(1\,\text{t}\) heben. Prüfe rechnerisch, ob er eine Palette mit \(r = 5\), \(k = 8\) und \(m = 22\,\text{kg}\) heben darf.

Denkanstöße

- Was musst du tun, um die Masse von Kilogramm in Tonnen umzurechnen? - Vergiss nicht, das Eigengewicht der Palette zur Ladung zu addieren. - Welches mathematische Zeichen nutzt man, um eine Grenze oder Bedingung zu prüfen?

Lösung

1. Term für die Masse der Kisten in kg: \(G = rkm\). 2. Term für die Gesamtmasse in Tonnen unter Berücksichtigung der Palette (\(25\,\text{kg}\)) und der Umrechnung (\(1\,\text{t} = 1000\,\text{kg}\)): \(M = \frac{rkm + 25}{1000}\). 3. Einsetzen der Werte zur Berechnung der Gesamtmasse: \(M = \frac{5 \cdot 8 \cdot 22 + 25}{1000} = \frac{880 + 25}{1000} = 0{,}905\,\text{t}\). 4. Vergleich mit der Traglast: Da \(0{,}905\,\text{t} \le 1\,\text{t}\), darf der Gabelstapler die Palette heben.

Antwort

a) \(G = rkm\) b) \(M = \frac{rkm + 25}{1000}\) c) Ja, der Gabelstapler darf die Palette heben, da die Gesamtmasse \(0{,}905\,\text{t}\) beträgt und somit unter dem Limit von \(1\,\text{t}\) liegt.
4239258
Zwei tägliche Arbeitsleistungen werden durch die Bruchterme \(L_1=\frac{a}{b}\) und \(L_2=\frac{a+c}{b-d}\) beschrieben. Es gelte \(b\ne0\) und \(b-d\ne0\). a) Bilde den Unterschied \(D=L_2-L_1\). b) Bringe die Bruchterme auf einen gemeinsamen Nenner und vereinfache \(D\) so weit wie möglich. c) Berechne \(D\) für \(a=1500\), \(b=20\), \(c=300\) und \(d=5\).

Denkanstöße

- Welcher gemeinsame Nenner enthält beide ursprünglichen Nenner als Faktoren? - Erweitere jeden Bruch so, dass beide denselben Nenner besitzen. - Fasse erst danach die Zähler zusammen und vereinfache.

Lösung

1. Es gilt \(D=\frac{a+c}{b-d}-\frac{a}{b}\). 2. Der gemeinsame Nenner ist \(b(b-d)\). 3. Damit ist \(D=\frac{b(a+c)-a(b-d)}{b(b-d)}\). 4. Der Zähler vereinfacht sich zu \(ab+bc-ab+ad=bc+ad\). 5. Also \(D=\frac{bc+ad}{b(b-d)}\). 6. Einsetzen ergibt \(D=\frac{20\cdot300+1500\cdot5}{20\cdot15}=13\,500:300=45\).

Antwort

a) \(D=\frac{a+c}{b-d}-\frac{a}{b}\) b) \(D=\frac{bc+ad}{b(b-d)}\) c) \(45\)
4239268
Eine Jugendgruppe mit \(n\) Personen zahlt für einen Bus insgesamt \(B\,\text{€}\). Vor der Fahrt kommen \(m\) weitere Personen hinzu. Wegen des größeren Busses steigen die Gesamtkosten um \(s\,\text{€}\). Der Preis pro Person soll trotz der zusätzlichen Personen gleich bleiben. a) Stelle die dazugehörige Gleichung für die beiden Preise pro Person auf. b) Löse die Gleichung nach \(s\) auf. c) Berechne den zulässigen Mehrpreis für \(n=20\), \(B=400\,\text{€}\) und \(m=5\).

Denkanstöße

- Schreibe alten und neuen Preis jeweils als Gesamtkosten geteilt durch Personenzahl. - Beseitige die Nenner so, dass eine Gleichung ohne Brüche entsteht. - Sammle anschließend alle Terme mit \(s\) auf einer Seite und löse nach \(s\) auf.

Lösung

1. Der ursprüngliche Preis pro Person ist \(\frac{B}{n}\), der neue Preis pro Person \(\frac{B+s}{n+m}\). Daher gilt \(\frac{B}{n}=\frac{B+s}{n+m}\). 2. Multiplikation mit \(n(n+m)\) ergibt \(B(n+m)=n(B+s)\). 3. Ausmultiplizieren liefert \(Bn+Bm=Bn+ns\). Nach Subtraktion von \(Bn\) bleibt \(Bm=ns\). 4. Division durch \(n\) ergibt \(s=\frac{Bm}{n}\). 5. Für die gegebenen Werte ist \(s=\frac{400\cdot5}{20}=100\,\text{€}\).

Antwort

a) \(\frac{B}{n}=\frac{B+s}{n+m}\) b) \(s=\frac{Bm}{n}\) c) \(100\,\text{€}\)
4239288
Bei einer Pumpe beträgt die geplante Fülldauer \(t\) Stunden bei einer Förderrate von \(r\) Litern pro Stunde. Nach einer Optimierung fördert die Pumpe \(s\) Liter pro Stunde zusätzlich. Die tatsächliche Fülldauer wird durch \(\frac{tr}{r+s}\) beschrieben. a) Stelle den Bruchterm für die Zeitersparnis \(E\) auf. b) Bringe die beiden Terme auf einen gemeinsamen Nenner und vereinfache \(E\). c) Berechne die Ersparnis für \(t=10\), \(r=1200\) und \(s=300\). d) Welche Bedingung muss für \(r+s\) gelten?

Denkanstöße

- Schreibe den Term \(t\) als Bruch mit dem Nenner \(r+s\). - Fasse anschließend nur die Zähler zusammen. - Prüfe vor dem Einsetzen, für welche Werte der Nenner zulässig ist.

Lösung

1. Die Ersparnis ist \(E=t-\frac{tr}{r+s}\). 2. Schreibe \(t=\frac{t(r+s)}{r+s}\). 3. Dann ist \(E=\frac{t(r+s)-tr}{r+s}=\frac{tr+ts-tr}{r+s}=\frac{ts}{r+s}\). 4. Einsetzen ergibt \(E=\frac{10\cdot300}{1500}=2\) Stunden. 5. Wegen des Nenners muss \(r+s\ne0\) gelten.

Antwort

a) \(E=t-\frac{tr}{r+s}\) b) \(E=\frac{ts}{r+s}\) c) \(2\) Stunden d) \(r+s\ne0\)
4239358
Ein Schiff fährt eine Strecke \(s\) auf einem Fluss hin und zurück. Seine Eigengeschwindigkeit ist \(v\), die Strömungsgeschwindigkeit \(c\), wobei \(v>c>0\) gilt. Für den Hinweg gilt \(s=(v+c)t_{\text{hin}}\), für den Rückweg \(s=(v-c)t_{\text{rück}}\). a) Löse beide Formeln nach der jeweiligen Fahrzeit auf. b) Berechne die Zeiten für \(s=36\,\text{km}\), \(v=15\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\) und \(c=3\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\). c) Bestimme die Gesamtfahrzeit.

Denkanstöße

- Behandle \(v+c\) und \(v-c\) jeweils als vollständigen Faktor vor der Zeit. - Mache diese Multiplikation durch Division rückgängig. - Die Bedingung \(v>c\) sorgt dafür, dass die Rückweg-Geschwindigkeit positiv ist.

Lösung

1. Aus \(s=(v+c)t_{\text{hin}}\) folgt \(t_{\text{hin}}=\frac{s}{v+c}\). 2. Aus \(s=(v-c)t_{\text{rück}}\) folgt \(t_{\text{rück}}=\frac{s}{v-c}\). 3. Einsetzen ergibt \(t_{\text{hin}}=36:18=2\) Stunden und \(t_{\text{rück}}=36:12=3\) Stunden. 4. Insgesamt dauert die Fahrt \(5\) Stunden.

Antwort

a) \(t_{\text{hin}}=\frac{s}{v+c}\), \(t_{\text{rück}}=\frac{s}{v-c}\) b) Hinweg: \(2\,\text{h}\); Rückweg: \(3\,\text{h}\) c) \(5\,\text{h}\)
4239366
Ein Sportboot fährt \(120\,\text{km}\) hin und \(120\,\text{km}\) zurück. Seine Eigengeschwindigkeit beträgt \(25\,\text{km/h}\). Schreibe für jede Situation zuerst einen Rechenausdruck für die gesamte Fahrzeit und berechne ihn. a) Das Boot fährt auf einem See ohne Strömung. b) Auf einem Fluss beträgt die Fließgeschwindigkeit \(5\,\text{km/h}\). Auf dem Hinweg fährt das Boot mit der Strömung, auf dem Rückweg gegen die Strömung. c) Vergleiche die beiden Gesamtzeiten. Gleichen sich Zeitgewinn und Zeitverlust durch die Strömung genau aus? Begründe.

Denkanstöße

- Bestimme für jede Fahrtrichtung zuerst die tatsächlich wirksame Geschwindigkeit. - Wie erhältst du aus Strecke und Geschwindigkeit die benötigte Zeit? - Ein Rechenausdruck für die Gesamtzeit muss Hinweg und Rückweg zusammenfassen.

Lösung

1. Ohne Strömung ist die Geschwindigkeit auf beiden Teilstrecken \(25\,\text{km/h}\). Ein passender Term ist \(120:25+120:25=4{,}8+4{,}8=9{,}6\). 2. Mit der Strömung beträgt die Geschwindigkeit \(25+5=30\,\text{km/h}\), gegen die Strömung \(25-5=20\,\text{km/h}\). Ein passender Term ist \(120:(25+5)+120:(25-5)=120:30+120:20=4+6=10\). 3. Die Flussfahrt dauert \(10-9{,}6=0{,}4\,\text{h}\) länger. Zeitgewinn und Zeitverlust gleichen sich also nicht genau aus.

Antwort

a) \(120:25+120:25=9{,}6\,\text{h}\) b) \(120:(25+5)+120:(25-5)=10\,\text{h}\) c) Nein. Die Fahrt mit Strömung dauert insgesamt \(0{,}4\,\text{h}\) länger.
4240478
Ein Reinigungskonzentrat enthält \(20\,\%\) Wirkstoff. Für eine Putzlösung wird \(1\,\text{l}\) dieses Konzentrats mit \(n\,\text{l}\) Wasser gemischt. Vereinfachend addieren sich die Volumina. Sei \(c(n)\) der Wirkstoffanteil der fertigen Mischung in Prozent. a) Zeige, dass \(c(n)=\frac{20}{n+1}\) gilt. b) Berechne \(c(1)\), \(c(2)\) und \(c(3)\). Runde nicht endliche Dezimalzahlen auf zwei Dezimalstellen. c) Zuri Mensah behauptet: „Wenn man die Wassermenge von \(1\,\text{l}\) auf \(2\,\text{l}\) verdoppelt, halbiert sich der Wirkstoffanteil.“ Überprüfe die Aussage. d) Vergleiche \(c(n)=\frac{20}{n+1}\) mit \(f(x)=\frac{20}{x}\). Welche Verschiebung in \(x\)-Richtung führt von \(f\) zu \(c\)?

Denkanstöße

- Das Wirkstoffvolumen bleibt beim Zugeben von Wasser unverändert; nur das Gesamtvolumen wächst. - Schreibe den Prozentanteil als Wirkstoffvolumen geteilt durch Gesamtvolumen. - Prüfe Zuris Aussage mit den beiden Funktionswerten statt nur mit der Wassermenge. - Vergleiche die Argumente in \(c(n)\) und \(f(x)\), um die Verschiebung zu erkennen.

Lösung

1. In \(1\,\text{l}\) Konzentrat stecken \(0{,}2\,\text{l}\) Wirkstoff. Das Gesamtvolumen beträgt \((1+n)\,\text{l}\). 2. Damit ist der Wirkstoffanteil \(\frac{0{,}2}{1+n}\cdot100\,\%=\frac{20}{n+1}\,\%\). Also gilt \(c(n)=\frac{20}{n+1}\). 3. Es ist \(c(1)=10\,\%\), \(c(2)=\frac{20}{3}\,\%\approx6{,}67\,\%\) und \(c(3)=5\,\%\). 4. Die Hälfte von \(10\,\%\) wäre \(5\,\%\), bei \(n=2\) sind es jedoch etwa \(6{,}67\,\%\). Die Behauptung ist falsch. 5. Es gilt \(c(n)=f(n+1)\). Daher entsteht der Graph von \(c\) aus dem Graphen von \(f\) durch eine Verschiebung um \(1\) Einheit nach links.

Antwort

a) In \(1\,\text{l}\) Konzentrat stecken \(0{,}2\,\text{l}\) Wirkstoff; bei Gesamtvolumen \(n+1\) gilt daher \(c(n)=\frac{0{,}2}{n+1}\cdot100\,\%=\frac{20}{n+1}\). b) \(c(1)=10\,\%\), \(c(2)\approx6{,}67\,\%\), \(c(3)=5\,\%\) c) Die Behauptung ist falsch: Die Hälfte von \(10\,\%\) wäre \(5\,\%\), tatsächlich ist \(c(2)\approx6{,}67\,\%\). d) Verschiebung um \(1\) Einheit nach links.
4240658
Leonie mischt \(x\) Liter Fruchtsaftkonzentrat mit \(y\) Litern Wasser. Das Konzentrat enthält \(s\) Gramm Zucker pro Liter. Der Zuckergehalt der fertigen Mischung sei \(q\) Gramm pro Liter. Aus der Gleichheit der gesamten Zuckermenge folgt \(q(x+y)=xs\). a) Löse die Formel nach \(q\) auf. b) Berechne \(q\) für \(x=0{,}4\), \(y=1{,}6\) und \(s=150\). c) Welche Bedingung muss für \(x+y\) gelten?

Denkanstöße

- Welcher vollständige Faktor steht bei \(q\)? - Teile beide Seiten durch diesen Faktor. - Interpretiere die Nennerbedingung anschließend im Sachzusammenhang.

Lösung

1. Aus \(q(x+y)=xs\) folgt für \(x+y\ne0\): \(q=\frac{xs}{x+y}\). 2. Einsetzen ergibt \(q=\frac{0{,}4\cdot150}{2}=30\) Gramm pro Liter. 3. Da durch \(x+y\) dividiert wird, muss \(x+y\ne0\) gelten; bei positiven Volumina ist diese Bedingung erfüllt.

Antwort

a) \(q=\frac{xs}{x+y}\) b) \(30\,\frac{\text{g}}{\text{L}}\) c) \(x+y\ne0\)
4240677
Zwei Gruppen von Jugendlichen nehmen an einem Quiz-Wettbewerb teil. In Gruppe A sind \(n\) Personen, die im Durchschnitt \(a\) Punkte erreicht haben. In Gruppe B sind \(m\) Personen, die im Durchschnitt \(b\) Punkte erzielt haben. a) Stelle einen Term für die Gesamtpunktzahl aller Jugendlichen beider Gruppen auf. b) Stelle einen Term für den Punktedurchschnitt aller Teilnehmer auf. c) Vereinfache den Term aus Teil b) für den Fall, dass beide Gruppen gleich viele Mitglieder haben (\(n = m\)). Welchen bekannten Mittelwert erhältst du?

Denkanstöße

- Wie berechnet man die Summe aller Werte, wenn man den Durchschnitt und die Anzahl der Werte kennt? - Überlege, wie man den Gesamtdurchschnitt aus einer Gesamtsumme und einer Gesamtanzahl bildet. - Was passiert im Bruch, wenn du im Zähler eine Variable ausklammern kannst, die auch im Nenner steht?

Lösung

1. Berechnung der Gesamtpunkte von Gruppe A: Das Produkt aus der Anzahl der Personen \(n\) und dem Durchschnitt \(a\) ergibt \(na\). 2. Berechnung der Gesamtpunkte von Gruppe B: Das Produkt aus der Anzahl der Personen \(m\) und dem Durchschnitt \(b\) ergibt \(mb\). 3. Gesamtsumme der Punkte: Addition der Teilergebnisse führt zu \(na + mb\). 4. Gesamtzahl der Teilnehmer: Addition der Personenanzahl beider Gruppen ergibt \(n + m\). 5. Gesamtdurchschnitt: Division der Gesamtpunkte durch die Gesamtanzahl der Teilnehmer ergibt den Term \(\frac{na + mb}{n + m}\). 6. Spezialfall \(n = m\): Einsetzen von \(n\) für \(m\) ergibt \(\frac{na + nb}{n + n} = \frac{n(a + b)}{2n}\). Durch Kürzen von \(n\) erhält man \(\frac{a + b}{2}\), was dem arithmetischen Mittel der beiden Gruppendurchschnitte entspricht.

Antwort

a) \(na + mb\) b) \(\frac{na + mb}{n + m}\) c) \(\frac{a+b}{2}\) (arithmetisches Mittel)
4240688
Für eine zweitägige Radtour gilt für die Durchschnittsgeschwindigkeit \(v_{\text{ges}}\): \(v_{\text{ges}}(t_1+t_2)=v_1t_1+v_2t_2\). a) Löse die Formel nach \(v_{\text{ges}}\) auf. b) Berechne \(v_{\text{ges}}\) für \(t_1=2\,\text{h}\), \(v_1=18\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\), \(t_2=3\,\text{h}\) und \(v_2=24\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\). c) Welche Bedingung muss für \(t_1+t_2\) gelten?

Denkanstöße

- Behandle \(t_1+t_2\) als einen vollständigen Faktor. - Isoliere \(v_{\text{ges}}\) durch Division. - Prüfe vor der Division, wann der Faktor im Nenner null wäre.

Lösung

1. Der Faktor vor \(v_{\text{ges}}\) ist \(t_1+t_2\). 2. Für \(t_1+t_2\ne0\) folgt \(v_{\text{ges}}=\frac{v_1t_1+v_2t_2}{t_1+t_2}\). 3. Einsetzen ergibt \(v_{\text{ges}}=\frac{18\cdot2+24\cdot3}{5}=\frac{108}{5}=21{,}6\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\).

Antwort

a) \(v_{\text{ges}}=\frac{v_1t_1+v_2t_2}{t_1+t_2}\) b) \(21{,}6\,\frac{\text{km}}{\text{h}}\) c) \(t_1+t_2\ne0\)
4240698
Zwei Roboter starten gleichzeitig am selben Punkt einer kreisförmigen Bahn mit Umfang \(U\). Ihre Geschwindigkeiten sind \(v_{\alpha}>v_{\beta}>0\). Bei entgegengesetzter Fahrtrichtung gilt für die erste erneute Treffzeit \(t_E\): \(U=(v_{\alpha}+v_{\beta})t_E\). Bei gleicher Fahrtrichtung gilt für die erste Überrundungszeit \(t_G\): \(U=(v_{\alpha}-v_{\beta})t_G\). a) Löse beide Formeln nach der jeweiligen Zeit auf. b) Erkläre, warum in den beiden Nennern einmal eine Summe und einmal eine Differenz steht.

Denkanstöße

- Welcher vollständige Faktor multipliziert in jeder Formel die Zeit? - Mache diese Multiplikation durch Division rückgängig. - Deute Summe und Differenz als relative Geschwindigkeit der beiden Roboter.

Lösung

1. Aus der ersten Formel folgt \(t_E=\frac{U}{v_{\alpha}+v_{\beta}}\). 2. Aus der zweiten Formel folgt \(t_G=\frac{U}{v_{\alpha}-v_{\beta}}\). 3. Bei entgegengesetzter Fahrtrichtung schließen beide Bewegungen den Abstand gemeinsam, deshalb addieren sich die Geschwindigkeiten. 4. Bei gleicher Fahrtrichtung gewinnt Alpha nur mit der Geschwindigkeitsdifferenz an Vorsprung.

Antwort

a) \(t_E=\frac{U}{v_{\alpha}+v_{\beta}}\), \(t_G=\frac{U}{v_{\alpha}-v_{\beta}}\) b) Entgegengesetzt wirkt die Summe der Geschwindigkeiten; bei gleicher Richtung nur die Differenz.
4244607
Stelle für die folgenden Beschreibungen jeweils einen Term mit der Variablen \(k\) auf. Dabei ist \(k\) eine beliebige ganze Zahl. a) Alle Zahlen, die durch 8 teilbar sind. b) Alle Zahlen, die bei der Division durch 8 den Rest 5 lassen. c) Alle ungeraden Zahlen. d) Alle Zahlen, die um 2 kleiner sind als ein Vielfaches von 3.

Denkanstöße

- Wie schreibt man allgemein ein Vielfaches einer Zahl mit einer Variablen? - Wenn eine Zahl einen Rest lässt, wie verändert das den Term für das Vielfache? - Überlege dir, wie du sicherstellen kannst, dass das Ergebnis einer Rechnung immer gerade ist, und was du dann tun musst, um es ungerade zu machen. - „Um etwas kleiner“ lässt sich mathematisch durch ein bestimmtes Rechenzeichen ausdrücken.

Lösung

1. Teilbarkeit durch 8: Eine Zahl ist durch 8 teilbar, wenn sie ein Vielfaches von 8 ist, also \(8k\). 2. Division durch 8 mit Rest 5: Ein Vielfaches von 8 wird um den Rest erhöht, was zum Term \(8k + 5\) führt. 3. Ungerade Zahlen: Da \(2k\) immer gerade ist, führt die Addition oder Subtraktion von 1 zu einer ungeraden Zahl, also \(2k + 1\) oder \(2k - 1\). 4. Um 2 kleiner als ein Vielfaches von 3: Ein Vielfaches von 3 ist \(3k\); „um 2 kleiner“ bedeutet eine Subtraktion von 2, also \(3k - 2\).

Antwort

a) \(8k\); b) \(8k + 5\); c) \(2k + 1\) (oder \(2k - 1\)); d) \(3k - 2\).
4279247
In einem Wassertank befinden sich zu Beginn \(W\) Liter Wasser. Durch ein Leck fließen pro Stunde gleichmäßig \(k\) Liter ab. a) Stelle einen Term für die verbleibende Wassermenge nach \(h\) Stunden auf. b) Berechne die Restmenge für \(W=500\,\text{L}\), \(k=12\,\text{L}\) pro Stunde und \(h=8\,\text{h}\). c) Wie lange dauert es bei genau diesen Zahlenwerten, bis der Tank leer ist? Runde auf eine Dezimalstelle. d) Erkläre, warum im selben Zahlenbeispiel etwa \(h=50\) im Sachkontext kein sinnvoller Eingabewert für den Term ist.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst die in \(h\) Stunden abgeflossene Menge. - Für c) kannst du mit den konkreten Zahlen rückwärts rechnen: Gesamtmenge geteilt durch Verlust pro Stunde. - Prüfe in d), welchen Termwert \(h=50\) erzeugen würde und ob dieser Wert sachlich möglich ist.

Lösung

1. In \(h\) Stunden fließen \(kh\) Liter ab. Die Restmenge wird durch \(W-kh\) beschrieben. 2. Für die gegebenen Werte gilt \(500-12\cdot8=404\,\text{L}\). 3. Bis zum Leeren müssen \(500\,\text{L}\) mit \(12\,\text{L}\) pro Stunde abfließen. Das dauert \(500 : 12 = 41{,}6\overline{6}\,\text{h}\), also gerundet \(41{,}7\,\text{h}\). 4. Für \(h=50\) würde der Term \(500-12\cdot50=-100\) liefern. Eine negative Wassermenge ist im Sachkontext unmöglich.

Antwort

a) \(W-kh\) b) \(404\,\text{L}\) c) \(41{,}7\,\text{h}\) d) Nach etwa \(41{,}7\,\text{h}\) ist der Tank leer; spätere Eingaben würden negative Wassermengen liefern.
4279497
Ein Motorboot fährt auf einem Fluss. Seine Eigengeschwindigkeit (die Geschwindigkeit in stehendem Wasser) wird mit \(v\) bezeichnet, während die Fließgeschwindigkeit des Flusses \(c\) beträgt. 1. Stelle einen Term für den Unterschied (die Differenz) zwischen der Geschwindigkeit des Bootes mit der Strömung und der Geschwindigkeit gegen die Strömung auf. 2. Vereinfache diesen Term so weit wie möglich. Was sagt das Ergebnis über das Verhältnis der Geschwindigkeiten aus? 3. Überprüfe deine Überlegung mit einem Zahlenbeispiel: Wähle eine Eigengeschwindigkeit von \(22\,\text{km/h}\) und eine Fließgeschwindigkeit von \(4\,\text{km/h}\).

Denkanstöße

- Wie verändern sich Geschwindigkeiten, wenn eine Strömung mitwirkt oder entgegenwirkt? - Was bedeutet das Wort „Unterschied“ in der Mathematik? - Achte beim Subtrahieren von Klammern besonders auf die Vorzeichenregeln. - Kannst du den Term so umformen, dass eine der Variablen ganz wegfällt?

Lösung

1. Die Geschwindigkeit mit der Strömung beträgt \(v + c\), die Geschwindigkeit gegen die Strömung \(v - c\). Die Differenz wird durch den Term \((v + c) - (v - c)\) beschrieben. 2. Durch Auflösen der Klammern ergibt sich \(v + c - v + c = 2c\). Das Ergebnis zeigt, dass der Unterschied zwischen den beiden Geschwindigkeiten genau der doppelten Fließgeschwindigkeit des Wassers entspricht und unabhängig von der Eigengeschwindigkeit des Bootes ist. 3. Einsetzen der Beispielwerte: Geschwindigkeit mit Strömung \(22\,\text{km/h} + 4\,\text{km/h} = 26\,\text{km/h}\); Geschwindigkeit gegen Strömung \(22\,\text{km/h} - 4\,\text{km/h} = 18\,\text{km/h}\). Differenz: \(26\,\text{km/h} - 18\,\text{km/h} = 8\,\text{km/h}\). Berechnung über die Fließgeschwindigkeit: \(2 \cdot 4\,\text{km/h} = 8\,\text{km/h}\). Die Ergebnisse stimmen überein.

Antwort

Der vereinfachte Term lautet \(2c\). Der Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten entspricht immer der doppelten Fließgeschwindigkeit. Im Beispiel ergibt sich eine Differenz von \(8\,\text{km/h}\).
4279507
Ein Flugzeug fliegt bei Windstille mit einer konstanten Eigengeschwindigkeit \(v\). Wenn Wind mit der Geschwindigkeit \(w\) weht, ändert sich die Geschwindigkeit des Flugzeugs über dem Boden. a) Stelle Terme für die Geschwindigkeit mit Rückenwind (\(v_R\)) und für die Geschwindigkeit mit Gegenwind (\(v_G\)) auf. b) Addiere die beiden Terme \(v_R\) und \(v_G\) und dividiere die Summe durch 2. Welchen Wert erhältst du? Interpretiere dieses Ergebnis. c) Ein Flugzeug erreicht mit Rückenwind eine Geschwindigkeit von \(820\,\text{km/h}\) und mit Gegenwind \(740\,\text{km/h}\). Berechne mithilfe deiner Erkenntnisse aus Aufgabenteil b) die Eigengeschwindigkeit des Flugzeugs und bestimme anschließend die Windgeschwindigkeit.

Denkanstöße

- Was passiert mit der Geschwindigkeit eines Objekts, wenn der Wind von hinten schiebt oder von vorne bremst? - Wenn du zwei Terme addierst, schau genau, welche Variablen sich gegenseitig aufheben. - Das Teilen einer Summe durch 2 entspricht der Berechnung eines Durchschnitts. - Wie hängen die Eigengeschwindigkeit und die Windgeschwindigkeit mit der tatsächlichen Geschwindigkeit über Grund zusammen?

Lösung

1. Aufstellen der Terme: \(v_R = v + w\) und \(v_G = v - w\). 2. Berechnung des Mittelwerts: \(\frac{(v + w) + (v - w)}{2} = \frac{v + w + v - w}{2} = \frac{2v}{2} = v\). Das Ergebnis \(v\) entspricht der Eigengeschwindigkeit des Flugzeugs bei Windstille. 3. Anwendung auf Zahlenwerte: \(v = \frac{820\,\text{km/h} + 740\,\text{km/h}}{2} = \frac{1560\,\text{km/h}}{2} = 780\,\text{km/h}\). 4. Bestimmung der Windgeschwindigkeit: Da \(v + w = 820\,\text{km/h}\) ist, folgt \(w = 820\,\text{km/h} - 780\,\text{km/h} = 40\,\text{km/h}\). Alternativ über den Gegenwind: \(780\,\text{km/h} - 40\,\text{km/h} = 740\,\text{km/h}\).

Antwort

a) \(v_R = v + w\); \(v_G = v - w\). b) Das Ergebnis ist \(v\); es entspricht der Eigengeschwindigkeit bei Windstille. c) Die Eigengeschwindigkeit beträgt \(780\,\text{km/h}\), die Windgeschwindigkeit \(40\,\text{km/h}\).
4280327
Zwei Pumpen füllen gemeinsam ein Wasserbecken mit dem Gesamtvolumen \(V\). Pumpe A fördert \(x\,\frac{\text{L}}{\text{min}}\), Pumpe B \(y\,\frac{\text{L}}{\text{min}}\). a) Stelle eine Formel für \(V\) auf, wenn nach \(t\) Minuten gemeinsamen Betriebs noch \(R\,\text{L}\) bis zur vollständigen Füllung fehlen. b) Berechne \(V\) für \(x=15\), \(y=20\), \(t=12\) und \(R=80\). c) Angenommen, das Becken hätte ein Fassungsvermögen von \(630\,\text{L}\). Wie viele Minuten müssten beide Pumpen nach den ersten \(12\,\text{min}\) zusätzlich laufen?

Denkanstöße

- Addiere zuerst die Fördermengen pro Minute beider Pumpen. - Das Gesamtvolumen setzt sich aus bereits eingefülltem Wasser und dem Rest \(R\) zusammen. - Berechne für c) zuerst die nach \(12\,\text{min}\) noch fehlende Wassermenge.

Lösung

1. Gemeinsam fördern die Pumpen \(x+y\) Liter pro Minute. In \(t\) Minuten sind das \((x+y)t\) Liter. 2. Mit dem noch fehlenden Rest gilt \(V=(x+y)t+R\). 3. Für die Werte aus b) ergibt sich \(V=(15+20)\cdot12+80=500\,\text{L}\). 4. Nach \(12\,\text{min}\) sind \(35\cdot12=420\,\text{L}\) eingefüllt. Bis \(630\,\text{L}\) fehlen \(210\,\text{L}\). 5. Bei \(35\,\frac{\text{L}}{\text{min}}\) dauert das weitere Füllen \(210:35=6\,\text{min}\).

Antwort

a) \(V=(x+y)t+R\) b) \(500\,\text{L}\) c) \(6\,\text{min}\)

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