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

Zahlenrätsel mit Termen

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4124967
Lukas behauptet: „Wenn ich vier aufeinanderfolgende natürliche Zahlen addiere, ist die Summe immer durch 4 teilbar.“ a) Überprüfe Lukas' Behauptung an zwei Beispielen. b) Stelle einen Term für die Summe von vier aufeinanderfolgenden natürlichen Zahlen auf (verwende \(n\) für die kleinste Zahl). c) Begründe mithilfe des Terms, warum Lukas' Behauptung falsch ist.

Denkanstöße

- Kannst du die vier Zahlen mithilfe einer Variablen ausdrücken? - Was passiert, wenn du die Terme zusammenfasst? - Erinnere dich daran, wann eine Summe durch eine Zahl teilbar ist. - Reicht ein einziges Gegenbeispiel aus, um eine allgemeine Behauptung zu widerlegen?

Lösung

1. Überprüfung mit Beispielen: \(1+2+3+4 = 10\) (nicht durch 4 teilbar) und \(5+6+7+8 = 26\) (nicht durch 4 teilbar). 2. Aufstellen des Terms: Die Zahlen lauten \(n\), \(n+1\), \(n+2\) und \(n+3\). Die Summe ist \(S = n + (n+1) + (n+2) + (n+3)\). 3. Vereinfachung des Terms: \(S = 4n + 6\). 4. Analyse der Teilbarkeit: Der Teil \(4n\) ist für jede natürliche Zahl \(n\) durch 4 teilbar. Da die Zahl 6 jedoch nicht durch 4 teilbar ist (Rest 2), ist die Gesamtsumme \(4n + 6\) niemals ohne Rest durch 4 teilbar.

Antwort

a) Beispiele wie \(1+2+3+4=10\) zeigen, dass die Summe nicht durch 4 teilbar ist. b) Der Term lautet \(4n + 6\). c) Da \(4n\) durch 4 teilbar ist, 6 aber einen Rest von 2 bei der Division durch 4 lässt, ist die Summe \(4n + 6\) nie durch 4 teilbar.
4124997
Addiere drei aufeinanderfolgende ganze Zahlen. Begründe mithilfe eines Terms, warum die Summe dieser drei Zahlen immer durch 3 teilbar ist.

Denkanstöße

- Wie kannst du eine Zahl und ihre unmittelbaren Nachfolger mit einer Variablen ausdrücken? - Versuche, die gesamte Summe in einem einzigen Term zusammenzufassen. - Woran erkennt man an der Struktur eines Terms, dass das Ergebnis immer durch 3 teilbar ist? - Kannst du den finalen Term so umformen, dass eine 3 als Faktor vor einer Klammer steht?

Lösung

1. Festlegen der Variablen: Sei \(n\) die erste der drei Zahlen. 2. Bestimmung der weiteren Zahlen: Die darauf folgenden Zahlen sind \(n + 1\) und \(n + 2\). 3. Aufstellen der Summe: \(S = n + (n + 1) + (n + 2)\). 4. Vereinfachen des Terms: Durch Zusammenfassen der Variablen und der Konstanten ergibt sich \(S = 3n + 3\). 5. Ausklammern des gemeinsamen Faktors: Der Term kann als \(S = 3 \cdot (n + 1)\) geschrieben werden. 6. Interpretation: Da der Term ein Produkt mit dem Faktor 3 ist, stellt er für jede ganze Zahl \(n\) ein Vielfaches von 3 dar und ist somit stets durch 3 teilbar.

Antwort

Bezeichnet man die erste Zahl mit \(n\), lautet die Summe \(n + (n + 1) + (n + 2) = 3n + 3\). Dies lässt sich zu \(3 \cdot (n + 1)\) faktorisieren. Da dieser Ausdruck ein Vielfaches von 3 ist, ist die Summe immer durch 3 teilbar.
4125007
Denke dir eine beliebige ganze Zahl \(x\). Multipliziere sie mit 5 und subtrahiere die ursprüngliche Zahl \(x\). Addiere anschließend 12 zum Ergebnis. Zeige durch das Aufstellen und Vereinfachen eines Terms, dass das Endergebnis immer durch 4 teilbar ist.

Denkanstöße

- Übersetze die Rechenschritte nacheinander in die Sprache der Mathematik. - Was passiert, wenn du von fünf Portionen einer Unbekannten eine Portion wegnimmst? - Schau dir die Zahlen im vereinfachten Term genau an. Haben sie einen gemeinsamen Teiler? - Erinnere dich an das Distributivgesetz, um den Term am Ende umzuformen.

Lösung

1. Aufstellen des Terms gemäß der Beschreibung: \(T = (5 \cdot x - x) + 12\). 2. Zusammenfassen der Glieder mit \(x\): \(5x - x = 4x\), woraus der Term \(T = 4x + 12\) folgt. 3. Ausklammern des gemeinsamen Faktors 4: \(T = 4 \cdot (x + 3)\). 4. Schlussfolgerung: Da der Term als Produkt mit dem Faktor 4 dargestellt werden kann, ist das Ergebnis für jede ganze Zahl \(x\) ein Vielfaches von 4 und damit durch 4 teilbar.

Antwort

Der Term lautet \(5x - x + 12 = 4x + 12\). Durch Ausklammern erhält man \(4 \cdot (x + 3)\). Da 4 ein Faktor des Ergebnisses ist, ist das Ergebnis für jede ganze Zahl \(x\) durch 4 teilbar.
4126257
Drei Stapel mit Streichhölzern liegen auf dem Tisch: der linke Stapel (\(L\)), der mittlere Stapel (\(M\)) und der rechte Stapel (\(R\)). Auf dem linken Stapel liegen mindestens \(6\) Streichhölzer. Zu Beginn befinden sich im mittleren Stapel \(z\) Streichhölzer. Isabelle gibt nun folgende Anweisungen: 1. Nimm \(6\) Streichhölzer vom linken Stapel und lege sie auf den mittleren Stapel. 2. Nimm \(4\) Streichhölzer vom mittleren Stapel und lege sie auf den rechten Stapel. a) Stelle einen Term auf, der die Anzahl der Streichhölzer im mittleren Stapel nach den beiden Schritten beschreibt. b) Nach den Umverteilungen liegen genau \(15\) Streichhölzer im mittleren Stapel. Wie viele Streichhölzer lagen dort am Anfang?

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie sich die Anzahl im mittleren Stapel verändert: Kommt etwas dazu oder wird etwas weggenommen? - Kannst du die Veränderungen nacheinander als Rechenschritte aufschreiben? - Wenn du am Ende das Ergebnis kennst, kannst du die Schritte einfach rückwärts rechnen.

Lösung

1. Nach der ersten Anweisung erhöht sich die Anzahl im mittleren Stapel um \(6\). Der Term lautet: \(z + 6\). 2. Nach der zweiten Anweisung verringert sich die Anzahl im mittleren Stapel um \(4\). Der neue Term lautet: \(z + 6 - 4 = z + 2\). 3. Um die Anfangszahl \(z\) zu finden, wird die Gleichung \(z + 2 = 15\) aufgestellt. 4. Subtraktion von \(2\) auf beiden Seiten ergibt \(z = 13\).

Antwort

a) Der Term lautet \(z + 2\). b) Am Anfang lagen \(13\) Streichhölzer im mittleren Stapel.
4126317
Ein kleiner mathematischer Rechentrick funktioniert wie folgt: 1. Denke dir eine beliebige Zahl \(x\). 2. Addiere 5 zu dieser Zahl. 3. Multipliziere das Ergebnis mit 3. 4. Subtrahiere 15 vom aktuellen Ergebnis. 5. Subtrahiere nun das Doppelte deiner ursprünglichen Zahl \(x\). a) Probiere den Trick mit zwei verschiedenen Startzahlen aus. Was stellst du fest? b) Erkläre das Ergebnis allgemein, indem du für jeden der fünf Schritte einen Term aufstellst und den Term für den letzten Schritt so weit wie möglich vereinfachst.

Denkanstöße

- Kannst du die Anweisungen Schritt für Schritt in die Sprache der Mathematik übersetzen? - Was passiert, wenn du Klammern auflöst? - Hast du beachtet, dass sich die Multiplikation auf das gesamte vorherige Ergebnis bezieht?

Lösung

1. Beispiel mit \(x = 2\): \(2 + 5 = 7\), \(7 \cdot 3 = 21\), \(21 - 15 = 6\), \(6 - 2 \cdot 2 = 2\). 2. Beispiel mit \(x = -4\): \(-4 + 5 = 1\), \(1 \cdot 3 = 3\), \(3 - 15 = -12\), \(-12 - 2 \cdot (-4) = -4\). 3. Allgemein: Startzahl \(x\); nach Schritt 2 \(x + 5\); nach Schritt 3 \(3(x + 5) = 3x + 15\); nach Schritt 4 \(3x\); nach Schritt 5 \(3x - 2x = x\). Das Endergebnis entspricht immer der ursprünglichen Zahl.

Antwort

a) Zum Beispiel ergibt der Trick für \(x = 2\) wieder \(2\) und für \(x = -4\) wieder \(-4\). b) Die schrittweisen Terme sind \(x\), \(x + 5\), \(3x + 15\), \(3x\) und \(x\). Das Endergebnis ist stets die Startzahl.
4223567
Mathematische Terme helfen dabei, Eigenschaften von Zahlengruppen allgemein zu beschreiben. a) Erkläre, warum der Term \(2 \cdot n + 1\) für natürliche Zahlen \(n\in\mathbb{N}_0\) immer eine ungerade Zahl ergibt. b) Stelle einen Term auf, der alle positiven natürlichen Zahlen beschreibt, die sowohl durch \(3\) als auch durch \(4\) teilbar sind.

Denkanstöße

- Was weißt du über Zahlen, die mit \(2\) multipliziert werden? - Welche kleinste positive Zahl ist sowohl durch \(3\) als auch durch \(4\) teilbar? - Wie lassen sich alle Vielfachen einer Zahl mit einer Variablen beschreiben?

Lösung

1. Das Produkt \(2 \cdot n\) ist für jede natürliche Zahl \(n\) gerade. Addiert man \(1\), erhält man die unmittelbar folgende ungerade Zahl. 2. Zahlen, die durch \(3\) und \(4\) teilbar sind, sind Vielfache des kleinsten gemeinsamen Vielfachen. Da \(\operatorname{kgV}(3;4)=12\), beschreibt \(12n\) für \(n\in\mathbb{N}\) alle positiven gemeinsamen Vielfachen.

Antwort

a) \(2n\) ist immer gerade; daher ist \(2n+1\) ungerade. b) \(12n\) für \(n\in\mathbb{N}\).
4229257
Wähle eine beliebige zweistellige Zahl. Subtrahiere von dieser Zahl ihre Quersumme (die Summe ihrer Ziffern). Erkläre mithilfe von Variablen, warum das Ergebnis immer ohne Rest durch 9 teilbar sein muss.

Denkanstöße

- Wie kannst du eine zweistellige Zahl mithilfe ihrer Zehner- und Einerziffer mathematisch aufschreiben? - Was bedeutet „Quersumme“ genau? - Versuche, einen Term für die ganze Rechnung aufzustellen. - Kannst du den Term so vereinfachen, dass man die Teilbarkeit direkt erkennt?

Lösung

1. Darstellung einer zweistelligen Zahl mit den Ziffern \(a\) (Zehnerstelle) und \(b\) (Einerstelle), wobei \(a \in \{1, \dots, 9\}\) und \(b \in \{0, \dots, 9\}\) gilt, als Term: \(10 \cdot a + b\). 2. Aufstellen des Terms für die Quersumme: \(a + b\). 3. Bildung der Differenz: \((10 \cdot a + b) - (a + b)\). 4. Vereinfachung des Terms durch Auflösen der Klammer und Zusammenfassen: \(10 \cdot a + b - a - b = 9 \cdot a\). 5. Interpretation des Ergebnisses: Da \(9 \cdot a\) ein Vielfaches von 9 ist, ist das Ergebnis für jede Ziffer \(a\) stets durch 9 teilbar.

Antwort

Bezeichnet man die Zehnerziffer mit \(a \in \{1, \dots, 9\}\) und die Einerziffer mit \(b \in \{0, \dots, 9\}\), so lautet die Zahl \(10a + b\) und ihre Quersumme \(a + b\). Die Differenz ist \((10a + b) - (a + b) = 9a\). Da \(9a\) ein Vielfaches von 9 ist, ist das Ergebnis immer durch 9 teilbar.
4230037
Betrachte drei Zahlen mit jeweils dem Abstand \(1\). Wenn die mittlere Zahl mit \(n\) bezeichnet wird, lauten die drei Zahlen \(n - 1\), \(n\) und \(n + 1\). 1. Stelle einen Term für die Summe dieser drei Zahlen auf und vereinfache ihn so weit wie möglich. 2. Welchen mathematischen Zusammenhang beschreibt dein vereinfachter Term? 3. Überprüfe die Gültigkeit deines Terms, indem du die Summen für \(n = 15\) und für \(n = 2{,}5\) berechnest und mit dem Ergebnis der Formel vergleichst.

Denkanstöße

- Wie kannst du die Klammern in deinem Summenterm weglassen? - Was passiert mit den Zahlen \(-1\) und \(+1\), wenn du sie addierst? - Schau dir das Ergebnis an: Wie oft kommt die Variable \(n\) vor? - Setze die gegebenen Werte für \(n\) erst in die drei einzelnen Zahlen und dann in deine Kurzform ein.

Lösung

1. Aufstellen des Terms für die Summe: \((n - 1) + n + (n + 1)\). Durch Zusammenfassen der Variablen und der Zahlen ergibt sich: \(n + n + n - 1 + 1 = 3n\). 2. Der vereinfachte Term \(3n\) zeigt, dass die Summe der drei Zahlen mit jeweils dem Abstand \(1\) immer genau das Dreifache der mittleren Zahl ist. 3. Überprüfung für \(n = 15\): Die Zahlen sind \(14, 15, 16\). Die Summe ist \(14 + 15 + 16 = 45\). Die Formel ergibt \(3 \cdot 15 = 45\). 4. Überprüfung für \(n = 2{,}5\): Die Zahlen sind \(1{,}5; 2{,}5; 3{,}5\). Die Summe ist \(1{,}5 + 2{,}5 + 3{,}5 = 7{,}5\). Die Formel ergibt \(3 \cdot 2{,}5 = 7{,}5\).

Antwort

1. Der vereinfachte Term lautet \(3n\). 2. Die Summe ist das Dreifache der mittleren Zahl. 3. Für \(n = 15\) ergibt sich jeweils \(45\); für \(n = 2{,}5\) ergibt sich jeweils \(7{,}5\).
4230057
Gegeben sind fünf aufeinanderfolgende natürliche Zahlen. Die mittlere dieser fünf Zahlen wird durch \(m\in\mathbb{N}\) mit \(m\ge3\) beschrieben. a) Stelle für jede der fünf Zahlen einen Term in Abhängigkeit von \(m\) auf. b) Berechne die Summe dieser fünf Zahlen und vereinfache den Term so weit wie möglich.

Denkanstöße

- Wie gelangst du von einer natürlichen Zahl zur nächsten oder zur vorherigen? - Überlege dir ein Beispiel mit festen Zahlen: Wenn die mittlere Zahl 10 ist, wie lauten dann die anderen vier Zahlen? - Was passiert mit den Zahlenwerten \(-2, -1, +1, +2\), wenn du sie alle addierst?

Lösung

1. Ausgehend von der mittleren Zahl \(m\) werden die zwei vorhergehenden und die zwei nachfolgenden natürlichen Zahlen bestimmt: \(m-2\), \(m-1\), \(m\), \(m+1\) und \(m+2\). 2. Die Summe dieser Zahlen wird als Term aufgestellt: \((m-2) + (m-1) + m + (m+1) + (m+2)\). 3. Durch Zusammenfassen der Variablen \(m + m + m + m + m = 5m\) und der konstanten Werte \(-2 - 1 + 0 + 1 + 2 = 0\) ergibt sich als vereinfachte Summe der Term \(5m\).

Antwort

a) Die Zahlen lauten \(m-2\), \(m-1\), \(m\), \(m+1\) und \(m+2\). b) Die Summe ist \(5m\).
4241397
Betrachte die folgende Rechenvorschrift für einen Zahlen-Trick: 1. Denke dir eine Zahl \(x\). 2. Addiere \(15\). 3. Multipliziere das Ergebnis mit \(2\). 4. Subtrahiere \(30\). 5. Subtrahiere deine gedachte Zahl \(x\). a) Welches Ergebnis erhältst du, wenn du mit der Zahl \(7\) startest? b) Stelle einen Term für die gesamte Rechenvorschrift auf und vereinfache ihn so weit wie möglich. c) Was sagt das vereinfachte Ergebnis über diesen Trick aus?

Denkanstöße

- Führe die Schritte nacheinander mit einer Beispielzahl durch. - Achte beim Aufstellen des Terms besonders auf die Klammern, wenn eine Summe multipliziert wird. - Welches Gesetz hilft dir dabei, Klammern aufzulösen? - Was passiert mit den Zahlen im Term, wenn du ihn vereinfachst?

Lösung

1. Berechnung für die Startzahl \(7\): \((7 + 15) \cdot 2 - 30 - 7 = 22 \cdot 2 - 30 - 7 = 44 - 30 - 7 = 7\). 2. Aufstellen des Terms für eine beliebige Zahl \(x\): \(2 \cdot (x + 15) - 30 - x\). 3. Anwendung des Distributivgesetzes: \(2x + 30 - 30 - x\). 4. Zusammenfassen der Glieder: \(2x - x + 30 - 30 = x\). 5. Interpretation: Da der vereinfachte Term genau der Startzahl \(x\) entspricht, ist das Endergebnis des Tricks immer identisch mit der Zahl, die man sich zu Beginn gedacht hat.

Antwort

a) Das Ergebnis ist \(7\). b) Der vereinfachte Term ist \(x\). c) Man erhält am Ende immer genau die Zahl zurück, die man sich am Anfang gedacht hat.
4241427
Betrachte folgendes Zahlenrätsel: „Denke dir eine Zahl, multipliziere sie mit 3, addiere 15, subtrahiere die gedachte Zahl und dividiere das Ergebnis schließlich durch 2.“ a) Welches Ergebnis erhältst du, wenn die gedachte Zahl 4 ist? b) Stelle einen Term für das Rätsel auf und vereinfache ihn so weit wie möglich. c) Erkläre anhand des vereinfachten Terms, wie das Endergebnis von der gedachten Zahl abhängt.

Denkanstöße

- Probier das Rätsel zuerst mit der konkreten Zahl aus Teil a) aus. - Nutze eine Variable wie \(x\) für die allgemeine Beschreibung. - Fasse im Zähler zuerst alle Teile zusammen, die ein \(x\) enthalten. - Überlege dir bei Teil c), was der Term \(x + \dots\) für eine Bedeutung hat, wenn \(x\) die Startzahl ist.

Lösung

1. Berechnung für \(x = 4\): \((4 \cdot 3 + 15 - 4) : 2 = (12 + 15 - 4) : 2 = 23 : 2 = 11{,}5\) 2. Aufstellen des allgemeinen Terms mit der Variablen \(x\): \((3x + 15 - x) : 2\) 3. Vereinfachung des Zählers (Zusammenfassen von \(x\)-Gliedern): \((2x + 15) : 2\) 4. Division durch 2 führt auf den Term: \(x + 7{,}5\) 5. Interpretation: Das Endergebnis ist stets um genau \(7{,}5\) größer als die ursprünglich gedachte Zahl.

Antwort

a) Wenn man mit 4 startet, erhält man \(11{,}5\). b) Der Term lautet \((3x + 15 - x) : 2\) und lässt sich zu \(x + 7{,}5\) vereinfachen. c) Das Ergebnis ist immer um \(7{,}5\) größer als die ursprünglich gewählte Zahl.
4241457
Denke dir eine Zahl. Multipliziere sie mit 4. Addiere 12 zum Ergebnis. Multipliziere diese Summe mit 5. Subtrahiere nun 60 vom letzten Ergebnis. Wenn du das Endergebnis nennst, kann man sofort die ursprünglich gedachte Zahl bestimmen. Erkläre, wie das geht, und begründe deine Antwort mithilfe eines Terms.

Denkanstöße

- Was passiert, wenn du deine gedachte Zahl \(x\) nennst? - Versuche, die Anweisungen nacheinander als Rechenausdruck aufzuschreiben. - Kannst du Klammern auflösen, um den Ausdruck zu vereinfachen? - Welche Zahl steht am Ende als Faktor vor deinem \(x\)?

Lösung

1. Aufstellen des Terms für die gedachte Zahl \(x\): \(5 \cdot (4x + 12) - 60\). 2. Anwendung des Distributivgesetzes zum Auflösen der Klammer: \(5 \cdot 4x + 5 \cdot 12 - 60 = 20x + 60 - 60\). 3. Zusammenfassen des Terms: \(20x\). 4. Da das Endergebnis immer das 20-Fache der gedachten Zahl ist, muss man das Ergebnis durch 20 teilen, um die ursprüngliche Zahl zu erhalten.

Antwort

Man muss das Endergebnis durch 20 teilen. Der zugehörige Term lautet \(5 \cdot (4x + 12) - 60\), was vereinfacht \(20x\) ergibt.
4124977
Betrachte drei aufeinanderfolgende gerade Zahlen (zum Beispiel 2, 4 und 6 oder 20, 22 und 24). Zeige allgemein mithilfe eines Terms, dass die Summe von drei beliebigen aufeinanderfolgenden geraden Zahlen immer durch 6 teilbar ist.

Denkanstöße

- Wie kann man eine gerade Zahl allgemein mit einer Variablen darstellen? - Wenn du die erste gerade Zahl hast, wie kommst du zur nächsten geraden Zahl? - Versuche, die Summe so umzuformen, dass du einen Faktor 6 ausklammern kannst.

Lösung

1. Darstellung gerader Zahlen: Eine gerade Zahl lässt sich als \(2n\) schreiben, wobei \(n\) eine natürliche Zahl ist. 2. Terme für drei aufeinanderfolgende gerade Zahlen: Diese lauten \(2n\), \(2n+2\) und \(2n+4\). 3. Summe bilden: \(S = 2n + (2n+2) + (2n+4)\). 4. Zusammenfassen des Terms: \(S = 6n + 6\). 5. Ausklammern: \(S = 6 \cdot (n + 1)\). 6. Schlussfolgerung: Da die Summe als Produkt mit dem Faktor 6 dargestellt werden kann, ist sie für jede natürliche Zahl \(n\) durch 6 teilbar.

Antwort

Die drei Zahlen können als \(2n\), \(2n+2\) und \(2n+4\) geschrieben werden. Ihre Summe ist \(6n + 6\), was dasselbe ist wie \(6 \cdot (n+1)\). Da dieser Term ein Vielfaches von 6 ist, ist die Summe immer durch 6 teilbar.
4126237
Ein Gedankenleser auf dem Jahrmarkt bittet dich: „Wähle eine geheime Zahl, verdopple sie, addiere 10 zum Ergebnis und teile das Ganze dann durch 2. Nenne mir jetzt dein Endergebnis!“ a) Stelle einen Term für das Endergebnis auf, wenn die Startzahl \(x\) ist. Vereinfache den Term so weit wie möglich. b) Ein Zuschauer nennt als sein Endergebnis die Zahl 42. Welche Zahl hatte er sich ursprünglich gedacht? c) Wie kann der Gedankenleser die Startzahl blitzschnell im Kopf finden, sobald er das Endergebnis hört? Beschreibe seine Rechenregel.

Denkanstöße

- Stelle zuerst einen Term auf, der genau beschreibt, was mit der Zahl \(x\) nacheinander passiert. - Kannst du den Bruch oder die Division vereinfachen, indem du jeden Teil der Summe einzeln teilst? - Wenn du weißt, dass das Ergebnis immer um einen bestimmten Betrag größer ist als die gedachte Zahl, wie kommst du dann zurück zur Startzahl?

Lösung

1. Aufstellen des Terms für das Endergebnis: \((2 \cdot x + 10) : 2\). 2. Vereinfachen des Terms durch Division beider Summanden: \(\frac{2x}{2} + \frac{10}{2} = x + 5\). 3. Berechnung der Startzahl für das Ergebnis 42: Lösen der Gleichung \(x + 5 = 42\), woraus \(x = 37\) folgt. 4. Ableitung der Rechenregel: Da das Endergebnis immer \(x + 5\) ist, muss der Magier lediglich 5 vom genannten Ergebnis abziehen, um die Startzahl \(x\) zu erhalten.

Antwort

a) Der Term lautet \((2x + 10) : 2\). Vereinfacht ergibt das \(x + 5\). b) Die Startzahl war 37. c) Die Rechenregel lautet: Subtrahiere 5 vom genannten Endergebnis.
4126267
Gegeben sind drei Stapel Streichhölzer. Im linken und im rechten Stapel liegen zu Beginn jeweils genau \(12\) Streichhölzer. Im mittleren Stapel liegen \(z\) Streichhölzer. Folgende Schritte werden durchgeführt: 1. Nimm \(5\) Streichhölzer vom linken Stapel und lege sie in die Mitte. 2. Nimm \(3\) Streichhölzer vom rechten Stapel und lege sie in die Mitte. 3. Zähle, wie viele Streichhölzer jetzt noch im linken Stapel liegen. Nimm genau diese Anzahl vom mittleren Stapel weg und lege sie zur Seite. a) Wie viele Streichhölzer liegen nach Schritt 1 noch im linken Stapel? b) Stelle einen Term für die Anzahl der Streichhölzer im mittleren Stapel nach Schritt 3 auf. Vereinfache den Term so weit wie möglich. c) Wie viele Streichhölzer liegen am Ende in der Mitte, wenn am Anfang \(z = 10\) galt?

Denkanstöße

- Bestimme für jeden Schritt einzeln, wie viele Hölzer in den jeweiligen Stapeln liegen. - Notiere dir die Anzahl im linken Stapel nach dem ersten Schritt als feste Zahl. - Achte beim Aufstellen des Terms in Schritt 3 darauf, was genau vom mittleren Stapel abgezogen wird.

Lösung

1. Anzahl im linken Stapel nach Schritt 1: \(12 - 5 = 7\). 2. Anzahl im mittleren Stapel nach Schritt 1: \(z + 5\). 3. Anzahl im mittleren Stapel nach Schritt 2: \(z + 5 + 3 = z + 8\). 4. In Schritt 3 werden so viele Streichhölzer aus der Mitte entfernt, wie links liegen (also \(7\)). Der Term lautet: \((z + 8) - 7 = z + 1\). 5. Für \(z = 10\) ergibt sich: \(10 + 1 = 11\).

Antwort

a) Es liegen noch \(7\) Streichhölzer im linken Stapel. b) Der vereinfachte Term lautet \(z + 1\). c) Es liegen am Ende \(11\) Streichhölzer in der Mitte.
4229207
Jonas behauptet: „Wenn man drei aufeinanderfolgende ganze Zahlen addiert, ist die Summe immer durch 3 teilbar.“ a) Überprüfe Jonas’ Behauptung an zwei eigenen Beispielen mit unterschiedlichen Startzahlen. b) Stelle einen Term für die Summe von drei aufeinanderfolgenden ganzen Zahlen auf. Wähle \(n\) als die kleinste der drei Zahlen. c) Vereinfache deinen Term und begründe damit, warum Jonas recht hat.

Denkanstöße

- Wenn \(n\) die erste Zahl ist, wie heißen dann die beiden Zahlen, die direkt danach kommen? - Addiere diese drei Ausdrücke und fasse alle gleichen Glieder zusammen. - Was muss bei einem Term gelten, damit man sicher sagen kann, dass das Ergebnis immer durch 3 teilbar ist? - Kannst du die Zahl 3 aus deinem vereinfachten Term ausklammern?

Lösung

1. Teil a) Beispielrechnung: Zum Beispiel \(5 + 6 + 7 = 18\) (durch 3 teilbar) und \(20 + 21 + 22 = 63\) (durch 3 teilbar). 2. Teil b) Term aufstellen: Die drei Zahlen sind \(n\), \(n+1\) und \(n+2\). Die Summe lautet \(S = n + (n+1) + (n+2)\). 3. Teil c) Vereinfachung: \(S = 3n + 3\). 4. Faktorisieren: \(S = 3 \cdot (n + 1)\). 5. Schlussfolgerung: Da die Summe als Produkt aus 3 und einer ganzen Zahl \((n+1)\) geschrieben werden kann, ist sie für jede beliebige ganze Zahl \(n\) durch 3 teilbar.

Antwort

a) Individuelle Beispiele, z. B. \(1+2+3=6\) (durch 3 teilbar). b) Der Term lautet \(n + (n+1) + (n+2)\). c) Vereinfacht ergibt sich \(3n + 3\) bzw. \(3 \cdot (n+1)\). Da der Faktor 3 enthalten ist, ist die Summe immer durch 3 teilbar.
4229247
Betrachte die Summe von vier aufeinanderfolgenden ganzen Zahlen. 1. Stelle einen Term für diese Summe auf und vereinfache ihn. 2. Begründe mithilfe des Terms, warum die Summe immer eine gerade Zahl ist. 3. Erkläre, warum diese Summe jedoch niemals ohne Rest durch 4 teilbar ist. Welchen Rest lässt sie immer?

Denkanstöße

- Wie bezeichnest du vier Zahlen, die direkt hintereinander folgen, mit einer Variablen? - Woran erkennt man an einem Term sofort, dass das Ergebnis eine gerade Zahl sein muss? - Versuche, den Term so umzuformen, dass du einen Teil durch 4 teilen kannst und schaue, was übrig bleibt. - Probier es doch mal mit ein paar Beispielzahlen aus und schaue, ob dir beim Rest etwas auffällt.

Lösung

1. Darstellung der vier Zahlen als \(n\), \(n+1\), \(n+2\) und \(n+3\). 2. Summenbildung und Vereinfachung: \(n + (n+1) + (n+2) + (n+3) = 4n + 6\). 3. Nachweis der Geradheit: Ausklammern von 2 ergibt \(2 \cdot (2n + 3)\). Da 2 ein Faktor ist, ist das Ergebnis immer gerade. 4. Untersuchung der Teilbarkeit durch 4: Der Term \(4n + 6\) kann geschrieben werden als \(4n + 4 + 2\), was \(4 \cdot (n+1) + 2\) entspricht. 5. Schlussfolgerung: Bei Division durch 4 bleibt immer der Rest 2, weshalb die Summe nie durch 4 teilbar ist.

Antwort

1. Der vereinfachte Term lautet \(4n + 6\). 2. Die Summe ist gerade, da sie als \(2 \cdot (2n + 3)\) geschrieben werden kann. 3. Die Summe ist nicht durch 4 teilbar, da \(4n + 6 = 4 \cdot (n+1) + 2\) immer den Rest 2 lässt.
4229267
Stell dir eine dreistellige Zahl mit einer von null verschiedenen Hunderter- und Einerziffer vor. Wenn man die Ziffernreihenfolge umkehrt, erhält man eine neue dreistellige Zahl. Zeige allgemein durch das Aufstellen und Vereinfachen eines Terms, dass die Differenz zwischen der ursprünglichen Zahl und der umgekehrten Zahl immer ein Vielfaches von 99 ist.

Denkanstöße

- Wie schreibt man eine dreistellige Zahl mit Hunderter-, Zehner- und Einerziffer als Summe auf? - Was passiert mit der mittleren Ziffer, wenn du die Zahl umdrehst? - Stelle einen Term für die Subtraktion der beiden Zahlen auf. - Kannst du im vereinfachten Term eine Zahl ausklammern?

Lösung

1. Darstellung der ursprünglichen dreistelligen Zahl mit den Ziffern \(a\), \(b\) und \(c\), wobei \(a\neq0\) und \(c\neq0\): \(100 \cdot a + 10 \cdot b + c\). 2. Darstellung der Zahl mit umgekehrter Ziffernfolge: \(100 \cdot c + 10 \cdot b + a\). 3. Aufstellen des Terms für die Differenz: \((100 \cdot a + 10 \cdot b + c) - (100 \cdot c + 10 \cdot b + a)\). 4. Vereinfachung des Terms: \(100 \cdot a + 10 \cdot b + c - 100 \cdot c - 10 \cdot b - a = 99 \cdot a - 99 \cdot c\). 5. Ausklammern des gemeinsamen Faktors: \(99 \cdot (a - c)\). 6. Schlussfolgerung: Da der Term den Faktor 99 enthält, ist die Differenz immer ein Vielfaches von 99.

Antwort

Eine dreistellige Zahl lässt sich als \(100a + 10b + c\) schreiben, ihre Umkehrung als \(100c + 10b + a\). Die Differenz beträgt \((100a + 10b + c) - (100c + 10b + a) = 99a - 99c = 99 \cdot (a - c)\). Da das Ergebnis ein Produkt mit dem Faktor 99 ist, ist es stets ein Vielfaches von 99.
4229427
Gegeben ist die mathematische Gleichung: \(x + (x - 2) + 3x = 43\) a) Erfinde ein passendes Zahlenrätsel oder eine Sachsituation zu dieser Gleichung. Erkläre dabei kurz, was die einzelnen Terme \(x\), \((x - 2)\) und \(3x\) in deiner Geschichte bedeuten. b) Löse die Gleichung und gib den Wert für \(x\) sowie die Werte der anderen beiden Terme an.

Denkanstöße

- Stell dir vor, es geht um drei verschiedene Mengen oder Personen. Was könnte \(x\) sein? - Was bedeutet es im echten Leben, wenn von einer Menge 2 abgezogen werden oder eine Menge verdreifacht wird? - Versuche zuerst, alle \(x\) auf der linken Seite der Gleichung zusammenzuzählen, bevor du mit dem Rechnen beginnst. - Vergiss nicht, am Ende zu prüfen, ob deine drei Ergebnisse zusammen wirklich 43 ergeben.

Lösung

1. Beispielhafte Sachsituation: In drei Kisten liegen insgesamt 43 Äpfel. In der ersten Kiste sind \(x\) Äpfel, in der zweiten Kiste sind 2 Äpfel weniger als in der ersten (\(x - 2\)) und in der dritten Kiste liegen dreimal so viele Äpfel wie in der ersten (\(3x\)). 2. Zusammenfassen der Gleichung: \(x + x - 2 + 3x = 43\) ergibt \(5x - 2 = 43\). 3. Lösen der Gleichung: Addition von 2 ergibt \(5x = 45\). Division durch 5 liefert \(x = 9\). 4. Berechnung der Teilwerte: Der erste Wert ist \(x = 9\), der zweite Wert ist \(9 - 2 = 7\) und der dritte Wert ist \(3 \cdot 9 = 27\). 5. Überprüfung: \(9 + 7 + 27 = 43\).

Antwort

a) Individuelle Lösung (z. B. drei Kisten mit \(x\), \(x - 2\) und \(3x\) Äpfeln, die zusammen 43 Äpfel enthalten). b) \(x = 9\). Die drei Werte sind 9, 7 und 27.
4230067
Betrachte eine Folge von sechs aufeinanderfolgenden natürlichen Zahlen. Die kleinste dieser Zahlen ist durch den Term \(n+5\) mit \(n\in\mathbb{N}_0\) gegeben. a) Notiere die Terme für alle sechs Zahlen dieser Folge. b) Bilde die Summe der drei kleinsten Zahlen sowie die Summe der drei größten Zahlen der Folge. c) Berechne die Differenz, indem du die Summe der drei kleineren Zahlen von der Summe der drei größeren Zahlen subtrahierst. Was fällt dir am Ergebnis auf?

Denkanstöße

- Schreibe zuerst alle sechs Zahlen untereinander auf, um den Überblick zu behalten. - Achte beim Subtrahieren der Summen darauf, Klammern zu setzen, damit sich die Vorzeichen innerhalb der Summe korrekt ändern. - Überlege am Ende, ob das Ergebnis noch von \(n\) abhängt oder für jedes \(n\) gleich bleibt.

Lösung

1. Aufstellen der sechs Zahlen ausgehend von \(n+5\): \(n+5, n+6, n+7, n+8, n+9, n+10\). 2. Berechnung der Summe der drei kleinsten Zahlen: \((n+5) + (n+6) + (n+7) = 3n + 18\). 3. Berechnung der Summe der drei größten Zahlen: \((n+8) + (n+9) + (n+10) = 3n + 27\). 4. Berechnung der Differenz: \((3n + 27) - (3n + 18) = 3n + 27 - 3n - 18 = 9\). 5. Feststellung: Die Differenz ist eine konstante Zahl und unabhängig von der Variablen \(n\).

Antwort

a) Die Zahlen sind \(n+5, n+6, n+7, n+8, n+9, n+10\). b) Summe der drei kleinsten: \(3n+18\); Summe der drei größten: \(3n+27\). c) Die Differenz ist \(9\). Das Ergebnis ist unabhängig von \(n\).
4241077
Bei einer zweistelligen Zahl ist die Einerziffer genau um 4 größer als die Zehnerziffer. Bestimme alle Zahlen, die diese Eigenschaft erfüllen und gleichzeitig größer als 20, aber kleiner als 60 sind.

Denkanstöße

- Wie kannst du eine zweistellige Zahl mithilfe ihrer Zehner- und Einerziffer mathematisch ausdrücken? - Welche Beziehung besteht laut Text zwischen den beiden Ziffern? - Kannst du eine Ungleichungskette aufstellen, die den Wert der Zahl einschränkt? - Welche Werte darf eine Ziffer in einer Zahl grundsätzlich annehmen?

Lösung

1. Darstellung der zweistelligen Zahl als \(10t + u\), wobei \(t\) die Zehnerziffer und \(u\) die Einerziffer ist. 2. Anwendung der Bedingung für die Ziffern: \(u = t + 4\). 3. Aufstellen der Ungleichung basierend auf dem Wertebereich: \(20 < 10t + (t + 4) < 60\). 4. Vereinfachung der Ungleichung: \(20 < 11t + 4 < 60\). 5. Isolieren von \(t\): Subtraktion von 4 ergibt \(16 < 11t < 56\). 6. Division durch 11 liefert den Bereich für \(t\): \(\frac{16}{11} < t < \frac{56}{11}\), also etwa \(1{,}45 < t < 5{,}09\). 7. Da \(t\) eine Ziffer (ganze Zahl von 1 bis 9) sein muss, kommen für \(t\) die Werte 2, 3, 4 und 5 infrage. 8. Berechnung der zugehörigen Einerziffern \(u = t + 4\): Für \(t=2\) ist \(u=6\), für \(t=3\) ist \(u=7\), für \(t=4\) ist \(u=8\), für \(t=5\) ist \(u=9\). 9. Die gesuchten Zahlen sind demnach 26, 37, 48 und 59.

Antwort

Die Zahlen sind 26, 37, 48 und 59.
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Lukas und Sophie haben sich zwei verschiedene Rechenwege ausgedacht. Lukas sagt: „Wähle eine Zahl, addiere 4 und multipliziere das Ergebnis mit 5.“ Sophie sagt: „Wähle dieselbe Zahl, verdopple sie, addiere 8 und multipliziere das neue Ergebnis mit \(2{,}5\).“ Untersuche durch Aufstellen und Vereinfachen von Termen mit der Variablen \(n\), ob beide Rechenwege für jede beliebige Startzahl immer zum gleichen Ergebnis führen.

Denkanstöße

- Was bedeutet es mathematisch, wenn zwei Rechenwege „das Gleiche“ ergeben sollen? - Achte beim Aufstellen der Terme darauf, wann du Klammern setzen musst. - Wie rechnet man eine Dezimalzahl wie \(2{,}5\) mal eine ganze Zahl? - Vergleiche die beiden Endergebnisse, nachdem du alle Klammern aufgelöst hast.

Lösung

1. Aufstellen des Terms für Lukas’ Rechenweg: - Addiere 4 zur Zahl \(n\): \(n + 4\) - Multipliziere das Ergebnis mit 5: \(5 \cdot (n + 4)\) - Vereinfachen durch Ausmultiplizieren: \(5 \cdot n + 5 \cdot 4 = 5n + 20\) 2. Aufstellen des Terms für Sophies Rechenweg: - Verdopple die Zahl \(n\): \(2n\) - Addiere 8: \(2n + 8\) - Multipliziere das Ergebnis mit \(2{,}5\): \(2{,}5 \cdot (2n + 8)\) - Vereinfachen durch Ausmultiplizieren: \(2{,}5 \cdot 2n + 2{,}5 \cdot 8 = 5n + 20\) 3. Vergleich: Beide Terme ergeben nach der Vereinfachung \(5n + 20\). 4. Schlussfolgerung: Beide Wege führen immer zum gleichen Ergebnis.

Antwort

Ja, beide Wege führen immer zum gleichen Ergebnis. Lukas’ Term: \(5 \cdot (n + 4) = 5n + 20\). Sophies Term: \(2{,}5 \cdot (2n + 8) = 5n + 20\). Da beide Terme zu \(5n + 20\) vereinfacht werden können, sind sie äquivalent.
4241487
Jemand behauptet: „Egal welche Zahl du dir denkst: Wenn du 5 addierst, das Ergebnis verdoppelst und dann das Doppelte deiner gedachten Zahl wieder abziehst, kommt immer 10 raus.“ a) Überprüfe diese Behauptung, indem du einen passenden Term aufstellst und ihn vereinfachst. b) Wie müsste man den Rechenweg nach dem Verdoppeln (Schritt 2) ändern, damit am Ende nicht 10, sondern immer die ursprünglich gedachte Zahl \(x\) herauskommt? Gib eine Möglichkeit an.

Denkanstöße

- Stelle für den ersten Teil zuerst einen Term mit der Variablen \(x\) auf. - Schau dir im vereinfachten Term an, warum das Ergebnis nicht von \(x\) abhängt. - Für den zweiten Teil: Was stört dich am Term \(2x + 10\), wenn du eigentlich nur \(x\) haben möchtest? - Wie kannst du Teile eines Terms „neutralisieren“, damit genau das gewünschte Ziel übrig bleibt?

Lösung

1. Teil a: Aufstellen des Terms für die Behauptung: \(2 \cdot (x + 5) - 2x\). 2. Vereinfachung durch Ausmultiplizieren: \(2x + 10 - 2x\). 3. Zusammenfassen: \(2x - 2x + 10 = 10\). Die Behauptung ist korrekt, da \(x\) wegfällt und 10 übrig bleibt. 4. Teil b: Ziel ist das Ergebnis \(x\). Nach dem Verdoppeln hat man den Wert \(2x + 10\). 5. Um von \(2x + 10\) auf \(x\) zu kommen, muss man \(x\) subtrahieren und 10 subtrahieren. 6. Ein möglicher geänderter Rechenweg wäre: „Subtrahiere 10 vom Ergebnis und ziehe dann die gedachte Zahl ab.“ (Oder: „Subtrahiere die gedachte Zahl und ziehe dann 10 ab.“)

Antwort

a) Der Term \(2 \cdot (x + 5) - 2x\) vereinfacht sich zu \(2x + 10 - 2x = 10\). Die Behauptung stimmt. b) Mögliche Änderung: Nach dem Verdoppeln (Ergebnis \(2x+10\)) subtrahiert man die Zahl 10 und anschließend die gedachte Zahl \(x\). Dann gilt: \(2x + 10 - 10 - x = x\).
4280847
Betrachte eine beliebige dreistellige Zahl mit der Hunderterziffer \(h\), der Zehnerziffer \(z\) und der Einerziffer \(e\). a) Notiere einen Term für den Wert dieser dreistelligen Zahl und einen Term für ihre Quersumme (die Summe ihrer Ziffern). b) Subtrahiere die Quersumme vom Wert der Zahl und vereinfache den Term. c) Untersuche den vereinfachten Term aus Teil b). Durch welche größte einstellige Zahl ist das Ergebnis für jede beliebige dreistellige Zahl immer ohne Rest teilbar? Begründe kurz mithilfe des Terms.

Denkanstöße

- Erinnere dich daran, wie man den Wert einer Zahl im Zehnersystem zerlegt (z. B. \(325 = 3 \cdot 100 + \dots\)). - Achte beim Abziehen der Quersumme darauf, dass sich das Vorzeichen für jede einzelne Ziffer in der Summe ändert. - Schau dir die Zahlen vor den Variablen im vereinfachten Term genau an. Gibt es einen gemeinsamen Teiler?

Lösung

1. Der Term für den Wert der dreistelligen Zahl ist \(100h + 10z + e\). Die Quersumme wird durch \(h + z + e\) beschrieben. 2. Subtraktion der Quersumme vom Zahlenwert: \((100h + 10z + e) - (h + z + e)\). 3. Auflösen der Klammer und Zusammenfassen: \(100h - h + 10z - z + e - e = 99h + 9z\). 4. Ausklammern der 9 führt zu \(9 \cdot (11h + z)\). 5. Da der Term als Produkt mit dem Faktor 9 dargestellt werden kann (\(9 \cdot (11h + z)\)), ist das Ergebnis immer durch 9 teilbar.

Antwort

a) Wert: \(100h + 10z + e\); Quersumme: \(h + z + e\) b) \(99h + 9z\) c) Das Ergebnis ist immer durch 9 und damit auch durch 3 teilbar, da der Term zu \(9 \cdot (11h + z)\) faktorisiert werden kann.
4124987
In einer Hundertertafel sind die Zahlen von 1 bis 100 in Zehnerreihen angeordnet. Man wählt eine beliebige Zahl \(x\) aus, die nicht am Rand liegt. Markiert man nun die Zahl \(x\) sowie ihre vier direkten Nachbarn (oben, unten, links, rechts), entsteht eine Kreuzform. Begründe allgemein durch Aufstellen eines Terms, dass die Summe dieser fünf Zahlen im Kreuz immer genau das Fünffache der mittleren Zahl \(x\) ist.

Denkanstöße

- Wenn du in der Hundertertafel ein Feld nach rechts oder links gehst, wie ändert sich der Wert? - Wie viel musst du addieren oder subtrahieren, um in die Zeile direkt darüber oder darunter zu gelangen? - Stelle einen Term für alle fünf Felder des Kreuzes auf und addiere sie.

Lösung

1. Bestimmung der Nachbarzahlen in Abhängigkeit von \(x\): - Linker Nachbar: \(x - 1\) - Rechter Nachbar: \(x + 1\) - Oberer Nachbar (eine Zeile darüber): \(x - 10\) - Unterer Nachbar (eine Zeile darunter): \(x + 10\) 2. Aufstellen der Summe aller fünf Zahlen: \(S = x + (x - 1) + (x + 1) + (x - 10) + (x + 10)\). 3. Vereinfachen des Terms: - Die Konstanten heben sich paarweise auf: \(-1 + 1 = 0\) und \(-10 + 10 = 0\). - Es bleibt: \(S = x + x + x + x + x = 5x\). 4. Ergebnis: Die Summe \(5x\) entspricht genau dem Fünffachen der gewählten mittleren Zahl \(x\).

Antwort

Die fünf Zahlen sind \(x-10\), \(x-1\), \(x\), \(x+1\) und \(x+10\). Die Summe dieser Terme ist \(x-10 + x-1 + x + x+1 + x+10 = 5x\). Somit ist die Summe immer das Fünffache der mittleren Zahl.
4126277
Isabelle führt einen Zaubertrick mit insgesamt \(40\) Streichhölzern vor, die auf drei Stapel (\(L\), \(M\), \(R\)) verteilt sind. Sie weiß nicht, wie viele Hölzer in welchem Stapel liegen, nur die Gesamtzahl ist bekannt. Auf dem linken Stapel liegen mindestens \(7\) und auf dem rechten Stapel mindestens \(5\) Streichhölzer. Anweisungen: 1. Lege \(7\) Streichhölzer von \(L\) nach \(M\). 2. Lege \(5\) Streichhölzer von \(R\) nach \(M\). Nach diesen Zügen fragt Isabelle: „Wie viele Streichhölzer liegen jetzt insgesamt im linken und im rechten Stapel zusammen?“ Der Schüler antwortet: „Es sind genau \(15\).“ Isabelle sagt sofort: „Dann lagen am Anfang genau \(13\) Streichhölzer im mittleren Stapel.“ Zeige durch eine Rechnung mit Variablen (z. B. \(M\) für den Anfangsbestand der Mitte), dass Isabelle recht hat.

Denkanstöße

- Was weißt du über die Summe aller Streichhölzer vor und nach dem Umverteilen? - Versuche, die Information „links und rechts zusammen sind es 15“ als Gleichung mit den ursprünglichen Anzahlen \(L\) und \(R\) zu schreiben. - Wie hängen \(L + R\) und \(M\) mit der Gesamtzahl \(40\) zusammen?

Lösung

1. Sei \(S = 40\) die Gesamtzahl der Streichhölzer. Es gilt \(L + M + R = 40\). 2. Nach den Umverteilungen haben die Stapel neue Anzahlen: \(L' = L - 7\), \(R' = R - 5\) und \(M' = M + 7 + 5 = M + 12\). 3. Die Summe der äußeren Stapel ist nun \(L' + R' = 15\). Einsetzen der Ausdrücke: \((L - 7) + (R - 5) = 15\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(L + R - 12 = 15\), also \(L + R = 27\). 5. Da \(L + M + R = 40\), folgt durch Einsetzen von \(L + R = 27\): \(27 + M = 40\). 6. Berechnung von \(M\): \(M = 40 - 27 = 13\). Dies bestätigt Isabelles Aussage.

Antwort

Durch die Gleichung \((L-7) + (R-5) = 15\) ergibt sich \(L+R = 27\). Da die Gesamtsumme \(L+M+R = 40\) ist, muss \(M = 40 - 27 = 13\) sein.
4225347
Stell dir eine zweistellige Zahl vor. Die Zehnerziffer wird mit \(x\) bezeichnet und die Einerziffer mit \(y\), wobei \(x \in \{1, \dots, 9\}\) und \(y \in \{0, \dots, 9\}\) gilt. 1. Erstelle einen Term, der den Wert dieser zweistelligen Zahl berechnet. 2. Wenn man die Ziffern vertauscht, erhält man eine neue Zahl (die Umkehrzahl). Wie lautet der Term für den Wert dieser neuen Zahl? 3. Subtrahiere die neue Zahl von der ursprünglichen Zahl und vereinfache den entstandenen Term so weit wie möglich. 4. Begründe mithilfe deines Ergebnisses aus Teil 3, warum die Differenz zwischen einer Zahl und ihrer Umkehrzahl immer durch 9 teilbar sein muss.

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Wert einer Zahl, wenn man die Stellen kennt? Denk an \(34 = 3 \cdot 10 + 4\). - Achte beim Subtrahieren auf die Klammern um den zweiten Term. - Was muss bei einem Term gegeben sein, damit man sicher sagen kann, dass er durch 9 teilbar ist?

Lösung

1. Der Wert einer zweistelligen Zahl mit Zehnerziffer \(x\) und Einerziffer \(y\) ist \(10x + y\). 2. Bei vertauschten Ziffern ist \(y\) die Zehnerziffer und \(x\) die Einerziffer. Der Term lautet \(10y + x\). 3. Die Differenz wird berechnet durch \((10x + y) - (10y + x)\). Auflösen der Klammer ergibt \(10x + y - 10y - x\). Zusammenfassen führt zu \(9x - 9y\). Durch Ausklammern erhält man \(9 \cdot (x - y)\). 4. Da \(x\) und \(y\) Ziffern (ganze Zahlen) sind, ist auch deren Differenz \((x - y)\) eine ganze Zahl. Da der gesamte Term den Faktor 9 enthält, ist das Ergebnis stets ein Vielfaches von 9 und somit durch 9 teilbar.

Antwort

1. \(10x + y\) 2. \(10y + x\) 3. \(9 \cdot (x - y)\) (oder \(9x - 9y\)) 4. Die Differenz ist ein Produkt aus 9 und einer ganzen Zahl, also ein Vielfaches von 9.

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