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Kostenlose Arbeitsblätter

Stellen Sie aus rund 22.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Allgemeine lineare Sachaufgaben

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4121877
Frau Müller prüft ihre Kontoauszüge. Am Ende des Monats wurden \(450{,}00\,\text{€}\) für ihre Miete abgebucht und \(1250{,}60\,\text{€}\) Gehalt gutgeschrieben. Ihr Kontostand beträgt nach diesen beiden Buchungen genau \(840{,}25\,\text{€}\). Wie hoch war ihr Kontostand unmittelbar vor diesen beiden Transaktionen?

Denkanstöße

- Was passiert mit dem Kontostand bei einer Abbuchung und was bei einer Gutschrift? - Kannst du den Gesamteffekt der beiden Buchungen bestimmen? - Überlege dir, wie du die Rechnung umkehren kannst, um vom Endzustand zum Anfangszustand zu kommen.

Lösung

1. Aufstellen einer Gleichung mit dem gesuchten Startwert \(x\): \(x - 450{,}00 + 1250{,}60 = 840{,}25\). 2. Zusammenfassen der bekannten Werte auf der linken Seite: \(-450{,}00 + 1250{,}60 = 800{,}60\). 3. Umstellen der vereinfachten Gleichung \(x + 800{,}60 = 840{,}25\) durch Subtraktion von \(800{,}60\). 4. Berechnung des Startwerts: \(x = 840{,}25 - 800{,}60 = 39{,}65\).

Antwort

Der Kontostand betrug vor den Buchungen \(39{,}65\,\text{€}\).
4121887
Ein Heißluftballon ändert während der Fahrt seine Flughöhe. Zuerst steigt er um \(245\,\text{m}\), danach sinkt er um \(312\,\text{m}\). Am Ende der Messung befindet er sich auf einer Höhe von \(128\,\text{m}\). Bestimme mithilfe einer Gleichung die ursprüngliche Höhe des Ballons vor diesen beiden Flugmanövern.

Denkanstöße

- Stelle dir vor, der Ballon startet bei einer unbekannten Höhe. Welche Rechenzeichen passen zu „steigen“ und „sinken“? - Wie viel tiefer oder höher ist der Ballon insgesamt nach beiden Manövern im Vergleich zum Start? - Welche Rechenoperation macht eine Senkung um einen bestimmten Wert wieder rückgängig?

Lösung

1. Definition der Variable \(h\) für die Ausgangshöhe und Aufstellen der Gleichung: \(h + 245 - 312 = 128\). 2. Berechnung der Netto-Höhenänderung: \(245 - 312 = -67\). 3. Umformen der Gleichung \(h - 67 = 128\) durch Addition von \(67\). 4. Berechnung des Ergebnisses: \(h = 128 + 67 = 195\).

Antwort

Die ursprüngliche Höhe des Ballons betrug \(195\,\text{m}\).
4125537
Stelle für die folgenden Zahlenrätsel jeweils eine Gleichung auf und löse sie. a) Welche Zahl muss man um \(2{,}5\) vergrößern, um \(1\frac{1}{4}\) zu erhalten? b) Von welcher Zahl muss man \(\frac{2}{3}\) subtrahieren, um \(-1{,}5\) zu erhalten? c) Das Dreifache welcher Zahl ist genau \(12{,}6\)?

Denkanstöße

- Kannst du den Text Schritt für Schritt in mathematische Zeichen übersetzen? - Was bedeutet „vergrößern“ oder „vermindern“ als Rechenzeichen? - Wie nennt man eine unbekannte Zahl in einer Gleichung meistens? - Achte darauf, Brüche und Dezimalzahlen einheitlich darzustellen, bevor du rechnest.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung für a): \(x + 2{,}5 = 1{,}25\). Subtraktion von \(2{,}5\) ergibt \(x = 1{,}25 - 2{,}5 = -1{,}25\). 2. Aufstellen der Gleichung für b): \(x - \frac{2}{3} = -1{,}5\). Umwandlung von \(-1{,}5\) in \(-\frac{3}{2}\) und Addition von \(\frac{2}{3}\) ergibt \(x = -\frac{9}{6} + \frac{4}{6} = -\frac{5}{6}\). 3. Aufstellen der Gleichung für c): \(3x = 12{,}6\). Division durch \(3\) ergibt \(x = 4{,}2\).

Antwort

a) \(x = -1{,}25\) b) \(x = -\frac{5}{6}\) c) \(x = 4{,}2\)
4125717
Tim ist \(8\) Jahre alt und sein kleiner Bruder Leo ist \(2\) Jahre alt. Bestimme mithilfe einer Gleichung, in wie vielen Jahren Tim genau doppelt so alt sein wird wie Leo.

Denkanstöße

- Was passiert mit dem Alter beider Brüder, wenn ein Jahr vergeht? - Kannst du einen Platzhalter für die gesuchte Anzahl der Jahre verwenden? - Wie schreibst du das zukünftige Alter von Tim und Leo mathematisch auf? - Wie drückst du die Bedingung „doppelt so alt“ als mathematisches Zeichen aus?

Lösung

1. Variable \(x\) für die Anzahl der Jahre definieren. 2. Alter von Tim in \(x\) Jahren: \(8 + x\). 3. Alter von Leo in \(x\) Jahren: \(2 + x\). 4. Gleichung aufstellen: \(8 + x = 2(2 + x)\). 5. Klammer auflösen: \(8 + x = 4 + 2x\). 6. Nach \(x\) auflösen: \(x = 4\).

Antwort

In \(4\) Jahren wird Tim doppelt so alt sein wie Leo.
4125867
Ein Wanderweg ist in drei Abschnitte unterteilt. Der erste Abschnitt umfasst ein Drittel der Gesamtlänge, der zweite Abschnitt genau ein Fünftel. Das letzte Teilstück ist \(7\,\text{km}\) lang. Berechne die Gesamtlänge des Wanderwegs.

Denkanstöße

- Was stellt die Unbekannte in dieser Aufgabe dar? - Kannst du die Anteile der ersten beiden Abschnitte zu einem gemeinsamen Anteil zusammenfassen? - Wie viel bleibt vom Ganzen übrig, wenn man die ersten beiden Anteile abzieht? - Überlege, welcher Bruchteil der Gesamtlänge genau den \(7\,\text{km}\) entspricht.

Lösung

1. Sei \(x\) die Gesamtlänge des Wanderwegs in Kilometern. 2. Aufstellen der Gleichung basierend auf den Teilabschnitten: \(\frac{1}{3}x + \frac{1}{5}x + 7 = x\). 3. Brüche auf den Hauptnenner 15 bringen: \(\frac{5}{15}x + \frac{3}{15}x + 7 = x\). 4. Zusammenfassen der Brüche: \(\frac{8}{15}x + 7 = x\). 5. Subtraktion von \(\frac{8}{15}x\) auf beiden Seiten: \(7 = \frac{7}{15}x\). 6. Auflösen nach \(x\) durch Multiplikation mit dem Kehrwert \(\frac{15}{7}\): \(x = 7 \cdot \frac{15}{7} = 15\).

Antwort

Der gesamte Wanderweg ist \(15\,\text{km}\) lang.
4126077
Ein anfangs leeres Aquarium mit einem Fassungsvermögen von \(500\,\text{l}\) wird mit zwei verschiedenen Schläuchen gleichzeitig gefüllt. Der erste Schlauch liefert \(12\,\text{l}\) Wasser pro Minute, der zweite Schlauch \(8\,\text{l}\) pro Minute. Tim stellt die Behauptung auf, dass die Füllzeit \(x\) (in Minuten) mit der Gleichung \(12x + 8x = 500\) berechnet werden kann. a) Berechne mithilfe der Gleichung, wie lange es dauert, bis das Aquarium vollständig gefüllt ist. b) Bestimme, wie viele Liter Wasser der erste Schlauch bis zu diesem Zeitpunkt insgesamt geliefert hat.

Denkanstöße

- Was bedeutet das \(x\) in der Gleichung? - Überlege, wie viel Wasser beide Schläuche zusammen in einer Minute liefern. - Wie kannst du aus der Gesamtdauer die Wassermenge eines einzelnen Schlauchs berechnen?

Lösung

1. Zusammenfassen der Terme auf der linken Seite der Gleichung: \(12x + 8x = 20x\). 2. Lösen der Gleichung nach \(x\): \(20x = 500 \Rightarrow x = 25\). Die Füllzeit beträgt \(25\,\text{Minuten}\). 3. Berechnung des Anteils von Schlauch 1: \(12\,\text{l/min} \cdot 25\,\text{min} = 300\,\text{l}\).

Antwort

a) Es dauert \(25\,\text{Minuten}\). b) Der erste Schlauch hat \(300\,\text{l}\) Wasser geliefert.
4126137
Lukas hat sein monatliches Taschengeld erhalten. Er gibt \(\frac{1}{4}\) des Geldes für Kinokarten und \(\frac{2}{5}\) für ein neues Computerspiel aus. Die restlichen \(14\,\text{€}\) legt er in sein Sparschwein. Berechne, wie viel Taschengeld Lukas insgesamt bekommen hat.

Denkanstöße

- Kannst du den Anteil des Geldes bestimmen, der noch übrig ist, nachdem die Kinokarten und das Spiel bezahlt wurden? - Hilft es dir, alle Brüche auf denselben Nenner zu bringen? - Überlege dir, wie du den Restbetrag von \(14\,\text{€}\) als Bruchteil des Ganzen ausdrücken kannst.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung für das Gesamttaschengeld \(x\): \(x - \frac{1}{4} \cdot x - \frac{2}{5} \cdot x = 14\) 2. Bestimmen des Hauptnenners für die Brüche \(\frac{1}{4}\) und \(\frac{2}{5}\): \(20\) 3. Zusammenfassen der Anteile auf der linken Seite: \(\frac{20}{20} \cdot x - \frac{5}{20} \cdot x - \frac{8}{20} \cdot x = \frac{7}{20} \cdot x\) 4. Lösen der Gleichung \(\frac{7}{20} \cdot x = 14\) durch Multiplikation mit dem Kehrwert: \(x = 14 \cdot \frac{20}{7}\) 5. Berechnung des Endergebnisses: \(x = 40\)

Antwort

Lukas hat insgesamt \(40\,\text{€}\) Taschengeld bekommen.
4148607
Bei einer zweistelligen Zahl ist die Einerziffer um 3 größer als die Zehnerziffer. Wenn man die Zahl zu ihrer Quersumme addiert, erhält man das Ergebnis 45. Bestimme die gesuchte Zahl mithilfe einer Gleichung.

Denkanstöße

- Wie lässt sich der Wert einer zweistelligen Zahl mithilfe ihrer Ziffern ausdrücken? - Was versteht man unter der Quersumme einer Zahl? - Kannst du eine der Ziffern durch die andere ausdrücken, um nur noch eine Unbekannte in der Gleichung zu haben? - Stelle eine Gleichung auf, die den im Text beschriebenen Zusammenhang wiedergibt.

Lösung

1. Sei \(t\) die Zehnerziffer und \(u\) die Einerziffer der Zahl. Die Zahl lässt sich als \(10t + u\) darstellen. 2. Aus der ersten Bedingung folgt: \(u = t + 3\). 3. Die Quersumme der Zahl ist \(t + u\). 4. Die zweite Bedingung lautet: \((10t + u) + (t + u) = 45\). 5. Ersetzen von \(u\) durch \(t + 3\) in der Gleichung: \((10t + t + 3) + (t + t + 3) = 45\). 6. Zusammenfassen der Terme: \(13t + 6 = 45\). 7. Subtraktion von 6: \(13t = 39\). 8. Division durch 13 ergibt die Zehnerziffer: \(t = 3\). 9. Berechnung der Einerziffer: \(u = 3 + 3 = 6\). 10. Die gesuchte Zahl ist 36.

Antwort

Die Zahl lautet 36.
4224677
Stelle für jede Teilaufgabe eine Gleichung auf und löse sie: 1) Eine Zahl \(x\) wird um \(8{,}4\) vergrößert. Das Ergebnis ist \(15\). Bestimme \(x\). 2) Wenn man eine Zahl \(y\) von \(42\) subtrahiert, erhält man \(13\frac{1}{2}\). Berechne \(y\). 3) Das Dreifache einer Zahl \(a\) ergibt \(25{,}5\). Wie groß ist \(a\)?

Denkanstöße

- Kannst du den Text in eine mathematische Formel übersetzen? - Was bedeutet „vergrößert um“ oder „das Dreifache“ als Rechenzeichen? - Wie kannst du eine Rechenoperation rückgängig machen, um die gesuchte Zahl allein auf eine Seite zu bringen?

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung: \(x + 8{,}4 = 15\). Subtraktion von \(8{,}4\) auf beiden Seiten ergibt \(x = 6{,}6\). 2. Aufstellen der Gleichung: \(42 - y = 13{,}5\). Subtraktion von \(42\) ergibt \(-y = -28{,}5\), also \(y = 28{,}5\). 3. Aufstellen der Gleichung: \(3a = 25{,}5\). Division durch \(3\) ergibt \(a = 8{,}5\).

Antwort

1) \(x = 6{,}6\) 2) \(y = 28{,}5\) 3) \(a = 8{,}5\)
4224897
Eine Reinigungslösung wird aus einem speziellen Konzentrat und Wasser angemischt. Dabei wird genau viermal so viel Wasser wie Konzentrat verwendet. Wie viel Konzentrat muss man abmessen, um insgesamt \(7{,}5\,\text{l}\) der fertigen Reinigungslösung herzustellen?

Denkanstöße

- Was wissen wir über das Verhältnis der beiden Bestandteile? - Wie hängen die Einzelmengen mit der angegebenen Gesamtmenge zusammen? - Kannst du die Menge einer der Zutaten als \(x\) bezeichnen? - Überlege, wie du den Anteil des Wassers im Verhältnis zum Konzentrat ausdrücken kannst.

Lösung

1. Sei \(x\) die Menge des Konzentrats in Litern. 2. Die Menge des Wassers beträgt dann \(4x\). 3. Die Gesamtmischung ergibt sich aus der Summe beider Bestandteile: \(x + 4x = 7{,}5\). 4. Zusammenfassen der Terme führt zu \(5x = 7{,}5\). 5. Division durch \(5\) ergibt den Wert für \(x\): \(x = 1{,}5\). Die benötigte Menge an Konzentrat beträgt \(1{,}5\,\text{l}\).

Antwort

Es werden \(1{,}5\,\text{l}\) Konzentrat benötigt.
4224937
Subtrahiert man von einer gedachten Zahl \(14{,}2\), so erhält man als Ergebnis \(-5{,}8\). Stelle eine passende Gleichung auf und berechne die gesuchte Zahl.

Denkanstöße

- Was ist in der Aufgabe gesucht? Ersetze diesen Wert durch einen Platzhalter wie \(x\). - Welches mathematische Rechenzeichen passt zum Wort „subtrahieren“? - Wie kannst du eine Rechenoperation auf der anderen Seite des Gleichheitszeichens wieder rückgängig machen? - Achte beim Rechnen auf das Vorzeichen der Zahlen.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung mit der unbekannten Zahl \(x\): \(x - 14{,}2 = -5{,}8\). 2. Durchführung der Äquivalenzumformung durch Addition von \(14{,}2\) auf beiden Seiten der Gleichung: \(x = -5{,}8 + 14{,}2\). 3. Berechnung des Ergebnisses: \(x = 8{,}4\).

Antwort

Die Zahl lautet \(8{,}4\).
4224977
In einem Quizspiel bekommt man für jede richtige Antwort die gleiche Punktzahl. Marie hat 6 Fragen richtig beantwortet und zusätzlich einen Bonus von \(25\) Punkten erhalten. Insgesamt hat sie \(145\) Punkte erzielt. Berechne, wie viele Punkte es für eine einzige richtige Antwort gibt.

Denkanstöße

- Was ist in der Aufgabe gesucht? Kennzeichne diesen Wert mit einem Buchstaben. - Wie setzt sich die Gesamtpunktzahl zusammen? - Kannst du eine Rechnung aufschreiben, die den Bonus und die Punkte für die Fragen kombiniert? - Wie gehst du vor, wenn du zuerst den Bonus vom Gesamtergebnis abziehst?

Lösung

1. Festlegen der Unbekannten \(x\) für die Punktzahl pro richtiger Antwort. 2. Aufstellen der linearen Gleichung basierend auf der Gesamtpunktzahl: \(6x + 25 = 145\). 3. Subtraktion des Bonus von der Gesamtpunktzahl, um den Anteil der Antworten zu isolieren: \(6x = 120\). 4. Division durch die Anzahl der Fragen, um den Wert einer einzelnen Antwort zu berechnen: \(x = 20\).

Antwort

Für eine richtige Antwort gibt es \(20\) Punkte.
4225077
Auf einer Balkenwaage liegen in der linken Waagschale vier identische Schachteln Pralinen und ein Gewichtsstück von \(150\,\text{g}\). In der rechten Waagschale liegt ein Gewicht von \(1{,}35\,\text{kg}\). Die Waage befindet sich genau im Gleichgewicht. Wie viel Gramm wiegt eine einzelne Pralinenschachtel?

Denkanstöße

- Haben beide Seiten der Waage die gleiche Einheit? - Kannst du die linke Seite der Waage als einen mathematischen Ausdruck schreiben? - Was bedeutet „Gleichgewicht“ für die Beziehung zwischen der linken und der rechten Seite? - Wie kannst du die Gleichung Schritt für Schritt vereinfachen, um \(x\) allein stehen zu haben?

Lösung

1. Umrechnung der Gewichtseinheiten in Gramm: \(1{,}35\,\text{kg} = 1350\,\text{g}\). 2. Aufstellen der Gleichung für das Gleichgewicht der Waage: \(4x + 150 = 1350\), wobei \(x\) die Masse einer Pralinenschachtel in Gramm ist. 3. Isolieren des Terms mit der Unbekannten durch Subtraktion von \(150\) auf beiden Seiten: \(4x = 1200\). 4. Division durch \(4\), um das Gewicht einer Schachtel zu erhalten: \(x = 300\,\text{g}\).

Antwort

\(300\,\text{g}\)
4225137
Ein \(60\,\text{cm}\) langes Seil wird in zwei Teile geteilt. Der eine Teil ist viermal so lang wie der andere. Berechne die Länge der beiden Seilstücke.

Denkanstöße

- Kannst du die Länge des einen Teils mithilfe des anderen Teils ausdrücken? - Wie viel ergibt die Summe der beiden Teilstücke? - Versuche, eine Gleichung aufzustellen, in der nur eine Unbekannte vorkommt.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für die Länge des kürzeren Teils und \(4x\) für die Länge des längeren Teils 2. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtlänge: \(x + 4x = 60\) 3. Zusammenfassen der Terme: \(5x = 60\) 4. Berechnung des kürzeren Teils durch Division: \(x = 12\,\text{cm}\) 5. Berechnung des längeren Teils: \(4 \cdot 12\,\text{cm} = 48\,\text{cm}\)

Antwort

Die Seilstücke sind \(12\,\text{cm}\) und \(48\,\text{cm}\) lang.
4225277
Drei Schulklassen (7a, 7b und 7c) sammeln Altpapier für ein Recycling-Projekt. Insgesamt kommen \(1800\,\text{kg}\) zusammen. Die Klasse 7b hat doppelt so viel gesammelt wie die Klasse 7a. Die Klasse 7c hat dreimal so viel gesammelt wie die Klasse 7b. Berechne, wie viel Kilogramm Altpapier jede Klasse einzeln gesammelt hat. Überprüfe dein Ergebnis mithilfe der Gesamtsumme.

Denkanstöße

- Überlege dir, welche Klasse am wenigsten gesammelt hat, und nenne diesen Wert \(x\). - Wie kannst du die Mengen der anderen Klassen ausdrücken, wenn sie vom Wert \(x\) abhängen? - Was weißt du über die Summe aller drei Mengen? - Stelle eine Gleichung auf, in der alle Teile zusammen den Gesamtwert ergeben.

Lösung

1. Festlegen der Variable: \(x\) ist die Menge der Klasse 7a in \(\text{kg}\). 2. Aufstellen der Terme für die anderen Klassen: Klasse 7b sammelt \(2x\), Klasse 7c sammelt \(3(2x) = 6x\). 3. Aufstellen der Gesamtsummen-Gleichung: \(x + 2x + 6x = 1800\). 4. Zusammenfassen der Terme: \(9x = 1800\). 5. Lösen der Gleichung durch Division: \(x = 200\). 6. Berechnung der Einzelmengen: Klasse 7a = \(200\,\text{kg}\), Klasse 7b = \(2 \cdot 200 = 400\,\text{kg}\), Klasse 7c = \(6 \cdot 200 = 1200\,\text{kg}\). 7. Überprüfung: \(200 + 400 + 1200 = 1800\).

Antwort

Klasse 7a hat \(200\,\text{kg}\), Klasse 7b hat \(400\,\text{kg}\) und Klasse 7c hat \(1200\,\text{kg}\) gesammelt.
4228317
Die Summe von vier aufeinanderfolgenden ganzen Zahlen beträgt \(66\). Berechne diese Zahlen mithilfe einer Gleichung.

Denkanstöße

- Wie kannst du die nächste Zahl ausdrücken, wenn die erste Zahl \(x\) ist? - Was bedeutet der Begriff „Summe“ für deine mathematische Gleichung? - Versuche zuerst, alle vier Zahlen als Terme mit einer Variablen aufzuschreiben. - Kannst du die Gleichung vereinfachen, bevor du nach \(x\) auflöst?

Lösung

1. Definition der ersten Zahl als \(x\). 2. Darstellung der weiteren drei aufeinanderfolgenden Zahlen als \(x + 1\), \(x + 2\) und \(x + 3\). 3. Aufstellen der Summengleichung: \(x + (x + 1) + (x + 2) + (x + 3) = 66\). 4. Zusammenfassen der Terme auf der linken Seite: \(4x + 6 = 66\). 5. Subtraktion von \(6\) auf beiden Seiten: \(4x = 60\). 6. Division durch \(4\): \(x = 15\). 7. Bestimmung der vier gesuchten Zahlen: \(15\), \(16\), \(17\) und \(18\).

Antwort

Die Zahlen sind \(15\), \(16\), \(17\) und \(18\).
4228857
In einer Schulbibliothek gibt es insgesamt 280 neue Medien. Es gibt doppelt so viele Romane wie Sachbücher. Die Anzahl der Comics ist um 40 höher als die Anzahl der Sachbücher. Bestimme, wie viele Medien von jeder Sorte (Romane, Sachbücher und Comics) vorhanden sind.

Denkanstöße

- Welche Sorte von Medien eignet sich am besten als Basiswert \(x\)? - Wie kannst du die Beschreibungen „doppelt so viele“ und „um 40 mehr“ mathematisch übersetzen? - Was weißt du über die Summe aller drei Medientypen? - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der nur noch eine Unbekannte vorkommt?

Lösung

1. Festlegen der Variable \(x\) für die Anzahl der Sachbücher. 2. Aufstellen der Terme für die anderen Medien: Romane \(2x\), Comics \(x + 40\). 3. Aufstellen der Gesamtgleichung: \(x + 2x + (x + 40) = 280\). 4. Zusammenfassen der Terme zu \(4x + 40 = 280\). 5. Subtraktion von 40 führt zu \(4x = 240\), Division durch 4 ergibt \(x = 60\). 6. Berechnung der einzelnen Mengen: Es gibt 60 Sachbücher, \(2 \cdot 60 = 120\) Romane und \(60 + 40 = 100\) Comics.

Antwort

Es gibt 60 Sachbücher, 120 Romane und 100 Comics.
4231657
Das Siebenfache einer ganzen Zahl ist um 31 größer als das Fünffache ihrer Nachfolgerzahl. Bestimme die beiden aufeinanderfolgenden Zahlen.

Denkanstöße

- Wie kannst du eine Zahl und ihren direkten Nachfolger mit einer Variable ausdrücken? - Kannst du den Text Schritt für Schritt in eine mathematische Gleichung übersetzen? - Was bedeutet „um 31 größer“ mathematisch für den Aufbau deiner Gleichung? - Erinnere dich daran, wie man Klammern auflöst, in denen eine Summe mit einer Zahl multipliziert wird.

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die erste Zahl. Die Nachfolgerzahl ist dann \(x + 1\). 2. Aufstellen der Gleichung gemäß der Problemstellung: \(7x = 5(x + 1) + 31\). 3. Auflösen der Klammer auf der rechten Seite: \(7x = 5x + 5 + 31\). 4. Zusammenfassen der Terme: \(7x = 5x + 36\). 5. Subtraktion von \(5x\) auf beiden Seiten: \(2x = 36\). 6. Division durch 2 ergibt die erste Zahl: \(x = 18\). 7. Bestimmung der Nachfolgerzahl: \(18 + 1 = 19\).

Antwort

Die beiden aufeinanderfolgenden Zahlen sind 18 und 19.
4237437
Lukas und seine kleine Schwester Finja sparen für ein gemeinsames Spiel. Lukas hat bereits viermal so viel Geld in seiner Spardose wie Finja. Als sie ihre Ersparnisse vergleichen, stellt Lukas fest, dass er genau \(42\,\text{€}\) mehr gespart hat als Finja. Wie viel Geld hat Finja in ihrer Spardose?

Denkanstöße

- Welchen Wert suchen wir? Kannst du ihn mit einem Buchstaben benennen? - Wie kannst du den Geldbetrag von Lukas auf zwei verschiedene Arten ausdrücken? - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der beide Seiten denselben Wert (Lukas’ Geld) beschreiben? - Überlege, was du tun musst, um das \(x\) auf eine Seite der Gleichung zu bringen.

Lösung

1. Festlegen der Variable \(x\) für den Geldbetrag von Finja in Euro. 2. Aufstellen der Gleichung basierend auf den zwei Beschreibungen von Lukas’ Ersparnissen: \(4x = x + 42\). 3. Subtraktion von \(x\) auf beiden Seiten führt zu \(3x = 42\). 4. Division durch 3 ergibt \(x = 14\). 5. Finja hat somit \(14\,\text{€}\) in ihrer Spardose.

Antwort

Finja hat \(14\,\text{€}\) in ihrer Spardose.
4237497
Auf einem Parkplatz stehen insgesamt \(22\) Fahrzeuge, bestehend aus Motorrädern (mit jeweils \(2\) Rädern) und Autos (mit jeweils \(4\) Rädern). Insgesamt zählt man \(72\) Räder. Berechne, wie viele Autos und wie viele Motorräder auf dem Parkplatz stehen.

Denkanstöße

- Welche Informationen über die Anzahl der Fahrzeuge und die Anzahl der Räder sind gegeben? - Bezeichne die Anzahl der Autos mit \(x\). Wie kannst du dann die Anzahl der Motorräder mithilfe der Gesamtzahl ausdrücken? - Wie viele Räder tragen Autos und Motorräder jeweils zur Gesamtzahl bei? - Stelle eine Gleichung mit nur einer Unbekannten auf.

Lösung

1. Sei \(x\) die Anzahl der Autos. Dann gibt es \(22 - x\) Motorräder. 2. Die Räderzahl führt zur Gleichung \(4x + 2(22 - x) = 72\). 3. Ausmultiplizieren und Zusammenfassen ergibt \(4x + 44 - 2x = 72\), also \(2x + 44 = 72\). 4. Subtraktion von \(44\) ergibt \(2x = 28\), daher \(x = 14\). 5. Somit stehen \(14\) Autos und \(22 - 14 = 8\) Motorräder auf dem Parkplatz.

Antwort

Auf dem Parkplatz stehen \(8\) Motorräder und \(14\) Autos.
4237597
Drei Freundinnen, Anna, Beate und Clara, haben für ein Schulfest insgesamt \(120\,\text{kg}\) Altpapier gesammelt. Anna hat dabei \(10\,\text{kg}\) mehr gesammelt als Beate, aber \(10\,\text{kg}\) weniger als Clara. Berechne, wie viel Kilogramm Altpapier jede der drei Freundinnen einzeln gesammelt hat.

Denkanstöße

- Welche Person bietet sich am besten als Unbekannte \(x\) an, um die anderen Mengen einfach zu beschreiben? - Kannst du die Mengen der anderen beiden Personen mithilfe von \(x\) ausdrücken? - Wie hängen die drei einzelnen Mengen mit der Gesamtsumme zusammen? - Stelle eine Gleichung auf und löse sie nach \(x\) auf.

Lösung

1. Festlegen der Unbekannten: Sei \(x\) die Menge von Anna in \(\text{kg}\). 2. Ausdrücken der anderen Mengen in Abhängigkeit von \(x\): Beate hat \(x - 10\) gesammelt und Clara hat \(x + 10\) gesammelt. 3. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtmenge: \(x + (x - 10) + (x + 10) = 120\). 4. Zusammenfassen der Terme: \(3x = 120\). 5. Lösen nach \(x\): \(x = 40\). 6. Berechnung der restlichen Werte: Anna hat \(40\,\text{kg}\) gesammelt. Beate hat \(40 - 10 = 30\,\text{kg}\) gesammelt. Clara hat \(40 + 10 = 50\,\text{kg}\) gesammelt. 7. Überprüfung: \(40 + 30 + 50 = 120\).

Antwort

Anna hat \(40\,\text{kg}\), Beate \(30\,\text{kg}\) und Clara \(50\,\text{kg}\) gesammelt.
4237717
Drei Freunde – Lukas, Mia und Noah – besitzen zusammen \(200\) Sammelkarten. Lukas hat \(20\) Karten mehr als Mia. Noah besitzt genau doppelt so viele Karten wie Mia. Berechne, wie viele Sammelkarten jedes der drei Kinder hat.

Denkanstöße

- Wessen Kartenanzahl ist die Basis für die Vergleiche? Wähle dafür eine Variable. - Kannst du die Mengen der anderen beiden Personen mithilfe dieser einen Variable ausdrücken? - Wie sieht die Gleichung aus, wenn du alle drei Mengen addierst? - Überprüfe am Ende, ob die Summe deiner drei Ergebnisse wirklich den Gesamtwert ergibt.

Lösung

1. Festlegen der Variable \(x\) für die Anzahl der Karten von Mia. 2. Aufstellen der Terme für die anderen Personen: Lukas hat \(x + 20\) Karten, Noah hat \(2x\) Karten. 3. Aufstellen der Gesamtsummen-Gleichung: \(x + (x + 20) + 2x = 200\). 4. Zusammenfassen der Terme: \(4x + 20 = 200\). 5. Subtraktion von \(20\): \(4x = 180\). 6. Division durch \(4\): \(x = 45\). 7. Bestimmung der übrigen Werte: Mia hat \(45\) Karten, Lukas hat \(45 + 20 = 65\) Karten und Noah hat \(2 \cdot 45 = 90\) Karten.

Antwort

Mia hat \(45\) Karten, Lukas hat \(65\) Karten und Noah hat \(90\) Karten.
4239797
Für eine Klassenfeier mischt Lukas einen alkoholfreien Fruchtpunsch von insgesamt \(2000\,\text{ml}\). Er verwendet dafür Orangensaft, Apfelsaft und Zitronensaft. Dabei nimmt er dreimal so viel Orangensaft wie Zitronensaft. Vom Apfelsaft mischt er genau \(400\,\text{ml}\) mehr unter als vom Zitronensaft. Berechne, wie viel Milliliter von jeder Sorte im Punsch enthalten sind.

Denkanstöße

- Welche Zutat wird als Vergleichsbasis für die anderen beiden benutzt? - Kannst du die Gesamtmenge als Summe der drei Einzelteile darstellen? - Wie schreibst du „dreimal so viel“ und „400 mehr“ mathematisch auf?

Lösung

1. Festlegen der Unbekannten: Die Menge des Zitronensafts sei \(x\) (in \(\text{ml}\)). 2. Ausdrücken der anderen Mengen: Orangensaft = \(3x\), Apfelsaft = \(x + 400\). 3. Aufstellen der Gesamtmengengleichung: \(x + 3x + (x + 400) = 2000\). 4. Zusammenfassen und Lösen der Gleichung: \(5x + 400 = 2000 \Rightarrow 5x = 1600 \Rightarrow x = 320\). 5. Berechnung der Teilmengen: Zitronensaft = \(320\,\text{ml}\), Orangensaft = \(3 \cdot 320 = 960\,\text{ml}\), Apfelsaft = \(320 + 400 = 720\,\text{ml}\).

Antwort

Im Punsch sind \(320\,\text{ml}\) Zitronensaft, \(960\,\text{ml}\) Orangensaft und \(720\,\text{ml}\) Apfelsaft enthalten.
4239897
In einem Wassertank befindet sich dreimal so viel Wasser wie in einem zweiten Tank. Wenn man aus dem ersten Tank \(15{,}5\,\text{l}\) entnimmt und zusätzlich \(28{,}5\,\text{l}\) Wasser in den zweiten Tank füllt, ist in beiden Tanks die gleiche Menge Wasser vorhanden. Wie viele Liter Wasser waren ursprünglich in jedem der beiden Tanks?

Denkanstöße

- Was genau ist gesucht? - Kannst du eine Variable für die unbekannte Menge in einem der Tanks festlegen? - Wie kannst du den Inhalt des einen Tanks durch den Inhalt des anderen ausdrücken? - Was passiert mit den Mengen, wenn Wasser entnommen oder hinzugefügt wird? - Wie sieht die Gleichung aus, wenn am Ende beide Mengen gleich groß sein sollen?

Lösung

1. Festlegen der Variable \(x\) für die Wassermenge im zweiten Tank in Litern. 2. Aufstellen des Terms für die Menge im ersten Tank: \(3x\). 3. Formulieren der Gleichung nach der Inhaltsänderung: \(3x - 15{,}5 = x + 28{,}5\). 4. Zusammenfassen der Terme durch Subtraktion von \(x\) und Addition von \(15{,}5\): \(2x = 44\). 5. Lösen der Gleichung durch Division: \(x = 22\). 6. Berechnung der Menge im ersten Tank: \(3 \cdot 22 = 66\).

Antwort

Im ersten Tank waren ursprünglich \(66\,\text{l}\) und im zweiten Tank \(22\,\text{l}\) Wasser.
4239957
Lukas hat \(50\,\text{€}\) in seiner Spardose und spart jede Woche \(5\,\text{€}\) von seinem Taschengeld dazu. Seine Schwester Sarah hat erst \(20\,\text{€}\) gespart, legt aber jede Woche \(8\,\text{€}\) beiseite. Nach wie vielen Wochen wird Sarah genau das \(1{,}2\)-Fache von Lukas’ Betrag gespart haben?

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie viel Geld jeder nach einer Woche, zwei Wochen oder allgemein nach \(x\) Wochen hat. - Wie kannst du mathematisch ausdrücken, dass ein Wert das \(1{,}2\)-Fache eines anderen Wertes ist? - Stelle eine Gleichung auf, in der Sarahs Term auf der einen Seite und Lukas’ Term (multipliziert mit dem Faktor) auf der anderen Seite steht.

Lösung

1. Aufstellen der Terme für das Ersparte nach \(x\) Wochen: Lukas: \(50 + 5x\); Sarah: \(20 + 8x\). 2. Aufstellen der Gleichung gemäß der Bedingung, dass Sarahs Betrag das \(1{,}2\)-Fache von Lukas’ Betrag ist: \(20 + 8x = 1{,}2(50 + 5x)\). 3. Ausmultiplizieren der Klammer: \(20 + 8x = 60 + 6x\). 4. Zusammenfassen und Isolieren der Variable \(x\): \(2x = 40\). 5. Berechnung des Ergebnisses: \(x = 20\).

Antwort

Nach \(20\) Wochen.
4239997
Lukas ist heute genau dreimal so alt wie seine kleine Schwester Mia. In 6 Jahren wird Lukas nur noch doppelt so alt sein wie Mia. Berechne, wie alt die beiden Geschwister heute sind.

Denkanstöße

- Kannst du das Alter von Mia mit einem Buchstaben ausdrücken? - Wie alt sind die beiden jeweils in 6 Jahren? - Welcher Zusammenhang besteht zwischen ihren Altern in der Zukunft? - Versuche, eine Gleichung aufzustellen, die den zukünftigen Zustand beschreibt.

Lösung

1. Festlegen der Variablen: \(x\) sei das heutige Alter von Mia. Lukas ist dann \(3x\) Jahre alt. 2. Aufstellen der Gleichung für den Zustand in 6 Jahren: \(3x + 6 = 2(x + 6)\). 3. Lösen der Gleichung: Ausmultiplizieren ergibt \(3x + 6 = 2x + 12\). Subtraktion von \(2x\) und 6 führt zu \(x = 6\). 4. Berechnung der Alterswerte: Mia ist heute \(x = 6\) Jahre alt. Lukas ist heute \(3 \cdot 6 = 18\) Jahre alt.

Antwort

Mia ist heute 6 Jahre alt und Lukas ist 18 Jahre alt.
4240037
Zwei Regentonnen im Garten sind unterschiedlich gefüllt. In Tonne A befinden sich \(85\,\text{l}\) Wasser, in Tonne B sind es \(110\,\text{l}\). Für das Gießen der Beete wird aus Tonne B dreimal so viel Wasser entnommen wie aus Tonne A. Danach ist in Tonne A noch \(15\,\text{l}\) mehr Wasser enthalten als in Tonne B. Wie viele Liter Wasser wurden aus jeder der beiden Tonnen entnommen?

Denkanstöße

- Was genau soll am Ende berechnet werden? - Können wir eine Unbekannte festlegen, mit der wir beide entnommenen Mengen beschreiben können? - Wie viel Wasser ist nach der Entnahme jeweils noch in den Tonnen? - Wie hängen diese Restmengen laut der Aufgabe zusammen? - Kannst du aus diesem Zusammenhang eine Gleichung bilden?

Lösung

1. Definition der Variable: Die aus Tonne A entnommene Wassermenge sei \(x\) in Litern. Dann wurde aus Tonne B die Menge \(3x\) entnommen. 2. Aufstellen der Terme für die Restmengen: In Tonne A verbleiben \(85 - x\), in Tonne B verbleiben \(110 - 3x\). 3. Aufstellen der Gleichung basierend auf der Differenz der Restmengen: Da in Tonne A am Ende \(15\,\text{l}\) mehr sind als in Tonne B, gilt \(85 - x = (110 - 3x) + 15\). 4. Vereinfachen der rechten Seite: \(85 - x = 125 - 3x\). 5. Lösen der Gleichung: Addition von \(3x\) auf beiden Seiten ergibt \(85 + 2x = 125\). Subtraktion von \(85\) ergibt \(2x = 40\), also \(x = 20\). 6. Berechnung der entnommenen Mengen: Aus Tonne A wurden \(20\,\text{l}\) entnommen, aus Tonne B wurden \(3 \cdot 20 = 60\,\text{l}\) entnommen.

Antwort

Aus Tonne A wurden \(20\,\text{l}\) und aus Tonne B \(60\,\text{l}\) Wasser entnommen.
4240057
In einer Kaffeerösterei wird eine Hausmischung aus Arabica- und Robusta-Bohnen im Verhältnis \(7 : 2\) hergestellt. Für eine große Vorratspackung werden \(450\,\text{g}\) mehr Arabica-Bohnen als Robusta-Bohnen verwendet. Wie viel Gramm wiegt der gesamte Inhalt dieser Packung?

Denkanstöße

- Stelle dir vor, die Mischung besteht aus mehreren gleich großen „Teilen“ oder „Portionen“. - Wie viele Teile entfallen auf die eine Sorte, wie viele auf die andere? - Wie viele Teile macht der Gewichtsunterschied aus? - Wenn du weißt, wie viel ein Teil wiegt, kannst du die Gesamtmenge leicht bestimmen.

Lösung

1. Aufstellen einer Gleichung basierend auf dem Verhältnis \(7 : 2\). Sei \(x\) der Wert eines Anteils, dann gilt für den Gewichtsunterschied: \(7x - 2x = 450\). 2. Zusammenfassen der Terme: \(5x = 450\). 3. Berechnen des Wertes eines Anteils: \(x = 90\,\text{g}\). 4. Bestimmen der Einzelmengen: Arabica-Bohnen \(= 7 \cdot 90\,\text{g} = 630\,\text{g}\); Robusta-Bohnen \(= 2 \cdot 90\,\text{g} = 180\,\text{g}\). 5. Berechnen des Gesamtgewichts: \(630\,\text{g} + 180\,\text{g} = 810\,\text{g}\).

Antwort

Der Inhalt der Packung wiegt insgesamt \(810\,\text{g}\).
4240297
Bei einem Klassenquiz werden 12 Fragen gestellt. Für jede richtige Antwort erhält eine Gruppe 4 Punkte, für jede falsche Antwort werden 2 Punkte abgezogen. a) Die Gruppe „Mathe-Profis“ hat am Ende 30 Punkte. Wie viele Fragen haben sie richtig beantwortet? b) Die Gruppe „Rätsel-Füchse“ erreicht 6 Punkte. Bestimme die Anzahl ihrer richtigen Antworten.

Denkanstöße

- Wie viele Fragen wurden insgesamt gestellt? - Wenn du die Anzahl der richtigen Antworten als Platzhalter nimmst, wie kannst du dann die Anzahl der falschen Antworten ausdrücken? - Kannst du eine Rechnung aufstellen, die zeigt, wie die Punkte für richtige und falsche Antworten verrechnet werden? - Überlege dir, wie sich die Gesamtpunktzahl verändert, wenn eine Frage mehr richtig beantwortet wird.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) ist die Anzahl der richtigen Antworten, \(12 - x\) die Anzahl der falschen Antworten. 2. Aufstellen der allgemeinen Gleichung für die Punktzahl: \(4x - 2(12 - x) = P\). 3. Vereinfachen des Terms: \(4x - 24 + 2x = 6x - 24\). 4. Berechnung für Teilaufgabe a) mit \(P = 30\): \(6x - 24 = 30 \implies 6x = 54 \implies x = 9\). 5. Berechnung für Teilaufgabe b) mit \(P = 6\): \(6x - 24 = 6 \implies 6x = 30 \implies x = 5\).

Antwort

a) Die „Mathe-Profis“ haben 9 Fragen richtig beantwortet. b) Die „Rätsel-Füchse“ haben 5 Fragen richtig beantwortet.
4241087
Gesucht sind alle natürlichen Zahlen \(n\), für die gilt: Das Fünffache der Zahl vermindert um 7 liegt zwischen 15 und 35. Die Grenzen 15 und 35 selbst sollen dabei nicht zum Ergebnisbereich gehören.

Denkanstöße

- Versuche zuerst, den Satz in eine mathematische Formel mit einem Platzhalter \(n\) zu übersetzen. - Was bedeutet „vermindert um“ und „liegt zwischen“ als mathematisches Symbol? - Wie löst man eine Ungleichung nach der Unbekannten auf? - Denk daran, dass am Ende nur natürliche Zahlen als Lösung gesucht sind.

Lösung

1. Übersetzung des Textes in eine mathematische Ungleichungskette: \(15 < 5n - 7 < 35\). 2. Addition von 7 auf allen Seiten der Ungleichung: \(15 + 7 < 5n < 35 + 7\), was \(22 < 5n < 42\) ergibt. 3. Division der gesamten Ungleichung durch 5: \(\frac{22}{5} < n < \frac{42}{5}\). 4. Berechnung der Dezimalwerte: \(4{,}4 < n < 8{,}4\). 5. Auswahl der natürlichen Zahlen, die in diesem Intervall liegen: \(n \in \{5, 6, 7, 8\}\).

Antwort

Die gesuchten Zahlen sind 5, 6, 7 und 8.
4241197
Für ein Schulfest wird das Budget wie folgt geplant: Ein Drittel der Kosten entfällt auf die Raummiete, zwei Fünftel auf das Buffet und ein Sechstel auf die Getränke. Für die Dekoration bleiben genau \(30\,\text{€}\) übrig. Berechne das gesamte Budget für das Schulfest.

Denkanstöße

- Wofür steht die gesuchte Größe in deiner Gleichung? - Kannst du die Anteile an der Gesamtsumme zu einem einzigen Bruch zusammenfassen? - Wie viel fehlt noch am Ganzen, wenn du die Brüche addiert hast? - Versuche, alle Brüche auf denselben Nenner zu bringen.

Lösung

1. Festlegen der Variable: Sei \(x\) das gesamte Budget in Euro. 2. Aufstellen der Gleichung durch Summieren der Anteile und des Restbetrags: \(x = \frac{1}{3}x + \frac{2}{5}x + \frac{1}{6}x + 30\). 3. Bestimmen des Hauptnenners für die Brüche (\(30\)) und Zusammenfassen der Anteile: \(\frac{10}{30}x + \frac{12}{30}x + \frac{5}{30}x = \frac{27}{30}x = \frac{9}{10}x\). 4. Umformen der Gleichung: \(x = \frac{9}{10}x + 30 \Rightarrow x - \frac{9}{10}x = 30\). 5. Lösen nach \(x\): \(\frac{1}{10}x = 30 \Rightarrow x = 300\). Das gesamte Budget beträgt \(300\,\text{€}\).

Antwort

Das gesamte Budget beträgt \(300\,\text{€}\).
4241217
Anja liest ein neues Buch. Am ersten Tag schafft sie genau \(\frac{1}{3}\) aller Seiten. Am zweiten Tag liest sie \(\frac{1}{4}\) der Gesamtzahl der Seiten. Um das Buch zu beenden, fehlen ihr danach noch genau \(125\) Seiten. Stelle eine Gleichung auf und berechne, wie viele Seiten das Buch insgesamt hat.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wofür die Variable \(x\) stehen könnte. - Kannst du die gelesenen Teile des Buches als Bruchteile von \(x\) ausdrücken? - Wie hängen die gelesenen Seiten und die restlichen Seiten mit der Gesamtzahl zusammen? - Versuche, alle Terme mit der Unbekannten auf eine Seite der Gleichung zu bringen.

Lösung

1. Variable festlegen: Sei \(x\) die Gesamtzahl der Seiten des Buches. 2. Anteile und Restwert als Summe zur Gesamtmenge in Beziehung setzen: \(\frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 125 = x\). 3. Gleichnamig machen der Brüche (Hauptnenner \(12\)): \(\frac{4}{12}x + \frac{3}{12}x + 125 = x\). 4. Zusammenfassen der \(x\)-Terme auf einer Seite: \(125 = x - \frac{7}{12}x\). 5. Subtraktion der Brüche: \(125 = \frac{5}{12}x\). 6. Nach \(x\) auflösen durch Multiplikation mit dem Kehrwert: \(x = 125 \cdot \frac{12}{5} = 25 \cdot 12 = 300\).

Antwort

Eine passende Gleichung ist \(\frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 125 = x\). Das Buch hat insgesamt \(300\) Seiten.
4100587
Das Siebenfache einer Zahl \(x\) ist um 10 größer als das Dreifache der Zahl, die um 2 größer ist als \(x\). Bestimme die Zahl \(x\).

Denkanstöße

- Kannst du den Text Schritt für Schritt in eine mathematische Gleichung übersetzen? - Was bedeuten Begriffe wie „das Siebenfache“ oder „um 2 größer“ als mathematische Operation? - Wenn eine Seite „um 10 größer“ ist als die andere, wie stellst du diesen Zusammenhang als Gleichung dar? - Kannst du die Klammern in deinem Ausdruck zuerst auflösen, bevor du nach der Unbekannten umstellst? - Wie würdest du „eine um 2 größere Zahl als \(x\)“ mathematisch aufschreiben?

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung basierend auf der Problembeschreibung: \(7x = 3(x + 2) + 10\). 2. Auflösen der Klammer auf der rechten Seite der Gleichung: \(7x = 3x + 6 + 10\). 3. Zusammenfassen der konstanten Glieder auf der rechten Seite: \(7x = 3x + 16\). 4. Subtraktion von \(3x\) auf beiden Seiten zur Isolierung der Variable: \(4x = 16\). 5. Division durch 4 zur Berechnung des Wertes von \(x\): \(x = 4\).

Antwort

\(x = 4\)
4125547
Untersuche die Beziehungen zwischen den Zahlen in den folgenden Rätseln: a) Wenn man zum Doppelten einer Zahl \(5\) addiert, erhält man dasselbe Ergebnis, wie wenn man vom Dreifachen der Zahl \(3\) abzieht. Wie heißt die Zahl? b) Gibt es eine Zahl, die genau um \(4\) kleiner ist als ihr Fünffaches? Begründe deine Antwort durch das Lösen einer Gleichung.

Denkanstöße

- „Dasselbe Ergebnis“ deutet auf ein Gleichheitszeichen hin. - Wie drückt man das „Doppelte“ oder „Dreifache“ einer Zahl mathematisch aus? - Wenn eine Zahl um einen Wert kleiner ist als eine andere, wie hängen sie zusammen?

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung für a): \(2x + 5 = 3x - 3\). Subtraktion von \(2x\) auf beiden Seiten ergibt \(5 = x - 3\). Addition von \(3\) ergibt \(x = 8\). 2. Aufstellen der Gleichung für b): \(x = 5x - 4\). Subtraktion von \(x\) ergibt \(0 = 4x - 4\). Addition von \(4\) ergibt \(4 = 4x\). Division durch \(4\) ergibt \(x = 1\). Da eine Lösung existiert, ist die Antwort ja.

Antwort

a) Die Zahl ist \(8\). b) Ja, die Zahl ist \(1\).
4125727
Frau Meyer ist \(36\) Jahre alt, ihr Sohn Jonas ist \(6\) Jahre alt. a) Berechne das aktuelle Verhältnis ihrer Alter (Alter der Mutter geteilt durch das Alter des Sohnes). b) Jonas behauptet: „In \(4\) Jahren bin ich schon halb so alt wie du, weil wir ja beide \(4\) Jahre älter werden.“ Prüfe rechnerisch, ob Jonas recht hat. c) Berechne, in wie vielen Jahren die Mutter genau dreimal so alt sein wird wie Jonas.

Denkanstöße

- Bleibt der Altersunterschied zwischen den beiden immer gleich? - Überprüfe Jonas' Behauptung, indem du die Alter in \(4\) Jahren konkret ausrechnest. - Setze für die unbekannte Anzahl der Jahre in Teil c einen Buchstaben ein. - Denk daran, dass die Mutter und der Sohn gleichzeitig älter werden.

Lösung

1. Aktuelles Verhältnis berechnen: \(36 : 6 = 6\). 2. Alter in \(4\) Jahren bestimmen: Mutter \(40\), Jonas \(10\). Das Verhältnis ist \(40 : 10 = 4\). Jonas ist ein Viertel so alt, seine Behauptung ist falsch. 3. Gleichung für Teil c aufstellen: \(36 + x = 3(6 + x)\). 4. Klammer auflösen: \(36 + x = 18 + 3x\). 5. Nach \(x\) auflösen: \(18 = 2x \Rightarrow x = 9\).

Antwort

a) Das aktuelle Verhältnis ist \(6\). b) Nein, Jonas hat nicht recht. Er wird \(10\) Jahre alt sein und die Mutter \(40\), er ist also nur ein Viertel so alt. c) In \(9\) Jahren wird die Mutter genau dreimal so alt sein wie Jonas.
4125847
Zwei Förderbänder befördern Kisten zu zwei Stapeln. Stapel A startet mit 15 Kisten und erhält 5 Kisten pro Minute. Stapel B startet mit 45 Kisten und erhält 2 Kisten pro Minute. a) Welcher Stapel wächst schneller? Begründe kurz. b) Berechne, nach wie vielen Minuten beide Stapel gleich viele Kisten enthalten. c) Wie viele Kisten liegen zu diesem Zeitpunkt auf jedem Stapel?

Denkanstöße

- Was verändert sich jede Minute bei den Stapeln? - Kannst du für jeden Stapel einen Term aufstellen, der die Anzahl der Kisten nach \(x\) Minuten beschreibt? - Was muss für die Terme gelten, wenn die Stapel „gleich viele Kisten“ haben? - Schau dir die Zuwachsraten an, um zu entscheiden, welcher Stapel schneller größer wird.

Lösung

1. Vergleich der Zuwachsraten: Stapel A wächst mit \(5\,\frac{\text{Kisten}}{\text{min}}\) schneller als Stapel B mit \(2\,\frac{\text{Kisten}}{\text{min}}\). 2. Aufstellen der Terme für die Anzahl der Kisten nach \(x\) Minuten: Stapel A: \(15 + 5x\); Stapel B: \(45 + 2x\). 3. Gleichsetzen der Terme: \(15 + 5x = 45 + 2x\). 4. Subtraktion von \(2x\): \(15 + 3x = 45\). 5. Subtraktion von 15: \(3x = 30\). 6. Division durch 3: \(x = 10\). Ergebnis für b): Nach \(10\,\text{Minuten}\). 7. Einsetzen von \(x = 10\) in einen der Terme: \(15 + 5 \cdot 10 = 65\). Ergebnis für c): Es liegen \(65\,\text{Kisten}\) auf jedem Stapel.

Antwort

a) Stapel A wächst schneller, da er 5 Kisten pro Minute erhält (Stapel B nur 2). b) Nach \(10\) Minuten enthalten beide Stapel gleich viele Kisten. c) Es liegen dann \(65\) Kisten auf jedem Stapel.
4126087
In einer kleinen Vogeltränke befinden sich zu Beginn \(15\,\text{l}\) Wasser. Während eines Regenschauers fließen pro Minute \(0{,}5\,\text{l}\) Wasser hinzu. Gleichzeitig gibt es ein kleines Leck, durch das pro Minute eine konstante Menge \(y\) (in Litern) abfließt. Nach \(20\,\text{Minuten}\) befinden sich genau \(21\,\text{l}\) Wasser in der Tränke. Eine Mitschülerin schlägt folgende Gleichung vor, um den Wasserverlust pro Minute zu bestimmen: \(15 + 0{,}5 \cdot 20 - y \cdot 20 = 21\) a) Überprüfe, ob diese Gleichung die beschriebene Situation korrekt wiedergibt. Begründe kurz. b) Berechne den Wasserverlust \(y\) pro Minute in Litern.

Denkanstöße

- Schau dir die einzelnen Bestandteile der Gleichung an: Was stellt die \(15\) dar, was die \(21\)? - Was passiert mit der Wassermenge im Laufe der \(20\,\text{Minuten}\)? - Kannst du die Gleichung Schritt für Schritt vereinfachen, bevor du nach \(y\) auflöst?

Lösung

1. Überprüfung: \(15\) ist der Startwert, \(0{,}5 \cdot 20\) ist der Zuwachs durch Regen in \(20\,\text{min}\), \(y \cdot 20\) ist der Verlust durch das Leck. Die Differenz ergibt den Endwert \(21\). Die Gleichung ist korrekt. 2. Vereinfachung der Gleichung: \(15 + 10 - 20y = 21\). 3. Zusammenfassen: \(25 - 20y = 21\). 4. Umstellen nach \(y\): \(25 - 21 = 20y \Rightarrow 4 = 20y\). 5. Ergebnis berechnen: \(y = 4 : 20 = 0{,}2\). Der Verlust beträgt \(0{,}2\,\text{l/min}\).

Antwort

a) Ja, die Gleichung ist korrekt, da sie Startwert, Zufluss und Abfluss über die Zeitspanne von \(20\,\text{Minuten}\) mit dem Endwert verknüpft. b) Der Wasserverlust beträgt \(0{,}2\,\text{l}\) pro Minute.
4126147
Für eine Party mischt Sarah einen Fruchtpunsch. Er besteht zu \(\frac{1}{3}\) aus Orangensaft, zu \(\frac{1}{4}\) aus Apfelsaft und zu \(\frac{1}{6}\) aus Traubensaft. Den Rest füllt sie mit Mineralwasser auf. a) Welchen Anteil am gesamten Punsch macht das Mineralwasser aus? b) Wenn Sarah \(300\,\text{ml}\) Mineralwasser verwendet hat, wie viele Milliliter Punsch hat sie insgesamt gemischt? c) Wie viel Orangensaft befindet sich in der fertigen Mischung?

Denkanstöße

- Was ergibt die Summe aller Anteile in einem Ganzen? - Wie viel fehlt von der Summe der Säfte noch bis zu einem Ganzen? - Wenn du weißt, welcher Bruchteil \(300\,\text{ml}\) entspricht, wie kommst du dann auf die Gesamtmenge?

Lösung

1. Berechnung des Gesamtanteils der Säfte: \(\frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{6} = \frac{4}{12} + \frac{3}{12} + \frac{2}{12} = \frac{9}{12}\) 2. Kürzen des Anteils: \(\frac{9}{12} = \frac{3}{4}\) 3. Berechnung des Wasseranteils: \(1 - \frac{3}{4} = \frac{1}{4}\) 4. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtmenge \(x\): \(\frac{1}{4} \cdot x = 300\,\text{ml}\) 5. Berechnung der Gesamtmenge: \(x = 300\,\text{ml} \cdot 4 = 1200\,\text{ml}\) 6. Berechnung der Menge an Orangensaft: \(\frac{1}{3} \cdot 1200\,\text{ml} = 400\,\text{ml}\)

Antwort

a) Das Mineralwasser macht \(\frac{1}{4}\) des Punsches aus. b) Sarah hat insgesamt \(1200\,\text{ml}\) (oder \(1{,}2\,\text{l}\)) Punsch gemischt. c) Es befinden sich \(400\,\text{ml}\) Orangensaft in der Mischung.
4128037
Löse das folgende Zahlenrätsel, indem du zunächst eine Gleichung aufstellst: „Wenn man das Doppelte einer gesuchten Zahl \(x\) um die Differenz der Zahlen \(15{,}4\) und \(8{,}4\) vergrößert, erhält man \(25\).“ Wie lautet die Zahl \(x\)?

Denkanstöße

- Was bedeutet „das Doppelte“ mathematisch ausgedrückt? - Wie übersetzt man „vergrößert um“ in ein Rechenzeichen? - Versuche zuerst, den festen Teil der Rechnung (die Differenz) auszurechnen, um die Gleichung zu vereinfachen.

Lösung

1. Übersetzung des Textes in eine Gleichung: \(2x + (15{,}4 - 8{,}4) = 25\) 2. Berechnung der Differenz in der Klammer: \(15{,}4 - 8{,}4 = 7\) 3. Vereinfachung der Gleichung: \(2x + 7 = 25\) 4. Subtraktion von \(7\) auf beiden Seiten: \(2x = 18\) 5. Division durch \(2\): \(x = 9\)

Antwort

Die Gleichung lautet \(2x + (15{,}4 - 8{,}4) = 25\). Die gesuchte Zahl ist \(x = 9\).
4148617
Die Summe der beiden Ziffern einer zweistelligen Zahl ist 10. Vertauscht man die Zehnerziffer und die Einerziffer, so entsteht eine neue Zahl, die um 36 kleiner ist als die ursprüngliche Zahl. Wie lautet die ursprüngliche Zahl?

Denkanstöße

- Überlege dir, wie sich der Wert einer Zahl ändert, wenn man die Zehner- und Einerziffer vertauscht. - Kannst du ein System aus zwei Informationen erkennen? - Es hilft, zuerst eine Beziehung zwischen den beiden Ziffern aufzustellen. - Was bedeutet „um 36 kleiner“ mathematisch für den Vergleich der beiden Zahlen?

Lösung

1. Sei \(t\) die Zehnerziffer und \(u\) die Einerziffer. Die ursprüngliche Zahl ist \(10t + u\). 2. Die Quersummenbedingung lautet: \(t + u = 10\), woraus \(u = 10 - t\) folgt. 3. Die neue Zahl mit vertauschten Ziffern ist \(10u + t\). 4. Die Differenzbedingung lautet: \((10t + u) - 36 = 10u + t\). 5. Vereinfachen der Gleichung: \(9t - 9u = 36\), beziehungsweise \(t - u = 4\). 6. Einsetzen von \(u = 10 - t\) in \(t - u = 4\): \(t - (10 - t) = 4\). 7. Auflösen nach \(t\): \(2t - 10 = 4 \Rightarrow 2t = 14 \Rightarrow t = 7\). 8. Berechnung von \(u\): \(u = 10 - 7 = 3\). 9. Die ursprüngliche Zahl ist 73.

Antwort

Die ursprüngliche Zahl lautet 73.
4224687
Löse die folgenden Zahlenrätsel mithilfe von Gleichungen: 1) Addiert man \(17\) zum Doppelten einer Zahl \(n\), so erhält man \(45\). Bestimme die Zahl. 2) Subtrahiert man eine unbekannte Zahl \(z\) von \(100\), so ist das Ergebnis genauso groß wie das Vierfache von \(18\). 3) Wenn man die Summe aus einer Zahl \(k\) und \(2\frac{1}{5}\) mit \(5\) multipliziert, erhält man \(25\).

Denkanstöße

- Achte bei Punkt- und Strichrechnung genau auf die Reihenfolge im Text. - Muss bei einer Rechnung mit einer Summe vielleicht eine Klammer gesetzt werden? - Berechne zuerst alle festen Werte, bevor du die Gleichung nach der Unbekannten umstellst.

Lösung

1. Gleichung: \(2n + 17 = 45\). Erst Subtraktion von \(17\) ergibt \(2n = 28\). Dann Division durch \(2\) ergibt \(n = 14\). 2. Gleichung: \(100 - z = 4 \cdot 18\). Vereinfachung der rechten Seite ergibt \(100 - z = 72\). Umstellen nach \(z\) ergibt \(z = 100 - 72 = 28\). 3. Gleichung: \(5(k + 2{,}2) = 25\). Division durch \(5\) ergibt \(k + 2{,}2 = 5\). Subtraktion von \(2{,}2\) ergibt \(k = 2{,}8\).

Antwort

1) \(n = 14\) 2) \(z = 28\) 3) \(k = 2{,}8\) (oder \(2\frac{4}{5}\))
4224857
In einer Spardose befindet sich ein gewisser Geldbetrag. Wenn man diesen Betrag verdoppelt, die Hälfte des ursprünglichen Betrags sowie weitere \(12\,\text{€}\) hinzufügt, erhält man genau \(107\,\text{€}\). Berechne, wie viel Geld anfangs in der Spardose war.

Denkanstöße

- Welchen Wert suchen wir? Kannst du ihn mit einem Buchstaben benennen? - Wie drückst du das Doppelte und die Hälfte dieses Wertes mathematisch aus? - Stelle eine Gleichung auf, die alle genannten Beträge zu der Gesamtsumme kombiniert.

Lösung

1. Festlegen der Variable: \(x\) ist der ursprüngliche Geldbetrag in der Spardose. 2. Aufstellen der Gleichung nach dem Text: \(2x + 0{,}5x + 12 = 107\). 3. Zusammenfassen der Terme mit \(x\): \(2{,}5x + 12 = 107\). 4. Subtraktion von \(12\) auf beiden Seiten: \(2{,}5x = 95\). 5. Division durch \(2{,}5\): \(x = 38\). Der ursprüngliche Betrag betrug \(38\,\text{€}\).

Antwort

Anfangs waren \(38\,\text{€}\) in der Spardose.
4225087
Zwei Balkenwaagen sind jeweils im Gleichgewicht. Auf der ersten Waage liegen links drei identische Holzwürfel und ein \(200\,\text{g}\)-Gewichtsstück. Rechts liegt ein \(800\,\text{g}\)-Gewichtsstück. Auf der zweiten Waage liegen links zwei dieser Holzwürfel und ein unbekanntes Gewichtsstück \(y\). Rechts liegt ein \(500\,\text{g}\)-Gewichtsstück. Wie viel Gramm wiegt das Gewichtsstück \(y\)?

Denkanstöße

- Kannst du zuerst herausfinden, wie viel ein einzelner Holzwürfel wiegt? - Welche Informationen von der ersten Waage helfen dir bei der zweiten Waage weiter? - Versuche für jede Waage eine eigene kleine Gleichung aufzustellen. - Was muss links bei der zweiten Waage noch ergänzt werden, damit die Summe genau \(500\,\text{g}\) ergibt?

Lösung

1. Bestimmung des Gewichts eines einzelnen Holzwürfels (\(x\)) mithilfe der ersten Waage: \(3x + 200 = 800\). 2. Lösen dieser Gleichung: \(3x = 600\), woraus folgt \(x = 200\,\text{g}\). 3. Übertragung des Ergebnisses auf die zweite Waage: \(2 \cdot 200 + y = 500\). 4. Berechnung des unbekannten Gewichts \(y\): \(400 + y = 500\), was zu \(y = 100\,\text{g}\) führt.

Antwort

\(100\,\text{g}\)
4225287
Bei einem Sportfest werden insgesamt \(220\) Urkunden verteilt: Siegerurkunden, Ehrenurkunden und Teilnehmerurkunden. Es gibt \(20\) Ehrenurkunden mehr als Siegerurkunden. Die Anzahl der Teilnehmerurkunden ist genau viermal so groß wie die Anzahl der Ehrenurkunden. Bestimme die Anzahl der jeweiligen Urkundenarten durch das Aufstellen und Lösen einer Gleichung.

Denkanstöße

- Beginne damit, eine Urkundenart als \(x\) festzulegen. Meist ist die kleinste Menge am besten geeignet. - Achte beim Aufstellen der Terme darauf, dass sich der Faktor 4 auf die gesamte Anzahl der Ehrenurkunden bezieht (denke an Klammern). - Die Summe aller drei Terme muss die Gesamtzahl der Urkunden ergeben. - Prüfe am Ende, ob deine drei berechneten Zahlen zusammen wirklich die Gesamtzahl ergeben.

Lösung

1. Festlegen der Variable: \(x\) sei die Anzahl der Siegerurkunden. 2. Aufstellen der Terme: Ehrenurkunden = \(x + 20\); Teilnehmerurkunden = \(4(x + 20)\). 3. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtzahl: \(x + (x + 20) + 4(x + 20) = 220\). 4. Auflösen der Klammern: \(x + x + 20 + 4x + 80 = 220\). 5. Zusammenfassen der Glieder: \(6x + 100 = 220\). 6. Isolieren von \(x\): \(6x = 120 \implies x = 20\). 7. Berechnung der Werte: Siegerurkunden = \(20\), Ehrenurkunden = \(20 + 20 = 40\), Teilnehmerurkunden = \(4 \cdot 40 = 160\).

Antwort

Es wurden \(20\) Siegerurkunden, \(40\) Ehrenurkunden und \(160\) Teilnehmerurkunden verteilt.
4228327
Die Summe von drei aufeinanderfolgenden ungeraden Zahlen beträgt \(105\). Ein Schüler behauptet: „Wenn man die Summe durch \(3\) teilt, erhält man immer genau die mittlere der drei Zahlen.“ Prüfe, ob diese Behauptung für diesen Fall stimmt, indem du die drei Zahlen berechnest.

Denkanstöße

- Wie groß ist der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden ungeraden Zahlen? - Wenn du die mittlere Zahl als \(x\) bezeichnest, wie sehen dann die Zahlen davor und danach aus? - Stelle eine Gleichung auf, die alle drei Zahlen addiert. - Vergleiche dein Ergebnis für die mittlere Zahl mit dem Ergebnis der Division \(105 : 3\).

Lösung

1. Festlegung der mittleren der drei ungeraden Zahlen als Variable \(m\). 2. Da es sich um aufeinanderfolgende ungerade Zahlen handelt, ist die vorherige Zahl \(m-2\) und die nachfolgende Zahl \(m+2\). 3. Aufstellen der Gleichung für die Summe: \((m-2) + m + (m+2) = 105\). 4. Vereinfachen der linken Seite (die Konstanten \(-2\) und \(+2\) heben sich auf): \(3m = 105\). 5. Lösen der Gleichung durch Division durch \(3\): \(m = 35\). 6. Ermittlung der drei Zahlen: \(35 - 2 = 33\), \(35\) und \(35 + 2 = 37\). 7. Überprüfung der Behauptung: Die Rechnung \(105 : 3 = 35\) ergibt exakt die mittlere Zahl. Die Behauptung ist somit für diesen Fall korrekt.

Antwort

Die drei Zahlen sind \(33\), \(35\) und \(37\). Die Behauptung des Schülers ist korrekt, da die mittlere Zahl \(35\) genau ein Drittel der Summe (\(105 : 3 = 35\)) ist.
4228367
Beim Anmischen von Beton für ein Fundament werden Zement, Sand und Kies im Verhältnis \(1 : 4 : 8\) verwendet. Ein Bauarbeiter stellt fest, dass er für eine bestimmte Mischung genau \(60\,\text{kg}\) mehr Kies als Sand in die Mischmaschine gegeben hat. Berechne, wie viel Kilogramm Zement verwendet wurden und wie schwer die gesamte Betonmischung ist.

Denkanstöße

- Wie viele Anteile mehr Kies als Sand sind in der Mischung? - Wenn dieser Unterschied in Anteilen genau \(60\,\text{kg}\) entspricht, wie viel wiegt dann ein einziger Anteil? - Wie viele Anteile hat die gesamte Mischung insgesamt? - Könntest du eine Variable für das Gewicht eines Anteils festlegen?

Lösung

1. Sei \(x\) die Masse eines Anteils in Kilogramm. 2. Aufstellen einer Gleichung für den Gewichtsunterschied zwischen Kies (\(8x\)) und Sand (\(4x\)): \(8x - 4x = 60\). 3. Lösen der Gleichung: \(4x = 60 \implies x = 15\). Ein Anteil entspricht also \(15\,\text{kg}\). 4. Berechnung der Zementmenge (\(1\) Anteil): \(1 \cdot 15\,\text{kg} = 15\,\text{kg}\). 5. Berechnung der Gesamtmasse: Die Mischung besteht aus \(1 + 4 + 8 = 13\) Anteilen. 6. Gesamtgewicht: \(13 \cdot 15\,\text{kg} = 195\,\text{kg}\).

Antwort

Es wurden \(15\,\text{kg}\) Zement verwendet. Die gesamte Betonmischung wiegt \(195\,\text{kg}\).
4228627
Drei aufeinanderfolgende ungerade Zahlen ergeben addiert die Summe \(153\). a) Bestimme die drei Zahlen mithilfe einer Gleichung. b) Erkläre, warum die Summe von drei aufeinanderfolgenden geraden Zahlen niemals \(153\) ergeben kann.

Denkanstöße

- Wenn eine Zahl ungerade ist, wie weit ist dann die nächste ungerade Zahl von ihr entfernt? - Überlege dir für den zweiten Teil, was passiert, wenn man zwei gerade Zahlen addiert und dann noch eine dritte gerade Zahl dazunimmt. - Ist die Zahl \(153\) gerade oder ungerade? Was bedeutet das für die Summanden?

Lösung

1. Zu Teil a: Definition der kleinsten ungeraden Zahl als \(x\). Die nächsten ungeraden Zahlen sind \(x + 2\) und \(x + 4\). 2. Aufstellen der Gleichung: \(x + (x + 2) + (x + 4) = 153\). 3. Vereinfachen: \(3x + 6 = 153\). 4. Lösen nach \(x\): \(3x = 147 \Rightarrow x = 49\). 5. Bestimmung der Zahlen: Die Zahlen sind \(49\), \(51\) und \(53\). 6. Zu Teil b: Die Summe von drei geraden Zahlen ist immer gerade (z. B. \(2n + (2n + 2) + (2n + 4) = 6n + 6\), was durch 2 teilbar ist). Da \(153\) eine ungerade Zahl ist, kann sie nicht das Ergebnis einer Summe aus ausschließlich geraden Zahlen sein.

Antwort

a) Die Zahlen sind \(49\), \(51\) und \(53\). b) Die Summe von drei geraden Zahlen ist immer eine gerade Zahl. Da \(153\) ungerade ist, ist dies unmöglich.
4228767
Ein \(100\,\text{cm}\) langes Seil wird in drei Teile zerschnitten. Das erste Teilstück ist doppelt so lang wie das zweite. Das dritte Teilstück ist genau \(5\,\text{cm}\) kürzer als das erste Stück. Berechne die Länge jedes der drei Seilstücke.

Denkanstöße

- Welches der drei Teilstücke eignet sich am besten als Unbekannte \(x\), um die anderen Stücke leicht zu beschreiben? - Wie hängen die Längen der drei Stücke mit der Gesamtlänge des Seils zusammen? - Stelle eine Gleichung auf, in der die Summe der drei Teilausdrücke gleich der Gesamtlänge ist.

Lösung

1. Definition der Unbekannten: Sei \(x\) die Länge des zweiten Seilstücks in \(\text{cm}\). 2. Terme für die weiteren Stücke: Das erste Stück entspricht \(2x\), das dritte Stück entspricht \(2x - 5\). 3. Aufstellen der Gesamtsumme: Die Summe aller Teile ergibt die Gesamtlänge: \(2x + x + (2x - 5) = 100\). 4. Lösen der Gleichung: Zusammenfassen zu \(5x - 5 = 100\), dann \(5x = 105\) und somit \(x = 21\). 5. Ermittlung der Ergebnisse: Das zweite Stück ist \(21\,\text{cm}\) lang, das erste Stück \(2 \cdot 21 = 42\,\text{cm}\) und das dritte Stück \(42 - 5 = 37\,\text{cm}\).

Antwort

Die Seilstücke sind \(42\,\text{cm}\), \(21\,\text{cm}\) und \(37\,\text{cm}\) lang.
4228867
Drei Klassen der Jahrgangsstufe 7 sammeln Spenden für ein Umweltprojekt. Insgesamt kommen \(510\,\text{€}\) zusammen. Die Klasse 7b hat genau zwei Drittel des Betrags der Klasse 7a gesammelt. Die Klasse 7c hat wiederum \(15\,\text{€}\) weniger gesammelt als die Klasse 7b. Berechne den Spendenbetrag jeder einzelnen Klasse.

Denkanstöße

- Überlege dir, welcher Betrag als Grundwert \(x\) am sinnvollsten ist, um die anderen Beträge einfach darzustellen. - Wie schreibst du „zwei Drittel von etwas“ als mathematischen Ausdruck? - Erstelle eine Gleichung, die alle drei Klassenbeträge addiert und mit dem Gesamtbetrag gleichsetzt. - Achte beim Zusammenfassen der Brüche auf einen gemeinsamen Nenner.

Lösung

1. Festlegen der Variable \(x\) für den Spendenbetrag der Klasse 7a in Euro. 2. Ausdrücken der Beträge der anderen Klassen: Klasse 7b sammelt \(\frac{2}{3}x\), Klasse 7c sammelt \(\frac{2}{3}x - 15\). 3. Aufstellen der Summengleichung: \(x + \frac{2}{3}x + \frac{2}{3}x - 15 = 510\). 4. Zusammenfassen der \(x\)-Terme: \(\frac{7}{3}x - 15 = 510\). 5. Addition von 15 ergibt \(\frac{7}{3}x = 525\). 6. Multiplikation mit dem Kehrwert \(\frac{3}{7}\) ergibt \(x = 225\). 7. Berechnung der Teilbeträge: Klasse 7a sammelt \(225\,\text{€}\), Klasse 7b sammelt \(150\,\text{€}\) (\(\frac{2}{3}\) von 225) und Klasse 7c sammelt \(135\,\text{€}\) (\(150 - 15\)).

Antwort

Klasse 7a sammelte \(225\,\text{€}\), Klasse 7b sammelte \(150\,\text{€}\) und Klasse 7c sammelte \(135\,\text{€}\).
4229387
Eine Wandergruppe legt in drei Tagen eine Gesamtstrecke von \(46\,\text{km}\) zurück. Am zweiten Tag wandern sie das \(1{,}5\)-Fache der Strecke des ersten Tages. Am dritten Tag ist die Strecke \(2\,\text{km}\) kürzer als am zweiten Tag. Bestimme die Kilometeranzahl für jeden der drei Tage.

Denkanstöße

- Überlege dir einen Namen (Variable) für die Strecke am ersten Tag. - Wie lässt sich „das \(1{,}5\)-Fache“ mathematisch ausdrücken? - Wenn du die Strecke für Tag 2 als Term hast, wie kannst du dann den Tag 3 beschreiben, der davon abhängt? - Stelle eine Gleichung auf, in der alle drei Tage zusammen den Gesamtwert ergeben.

Lösung

1. Festlegung der Unbekannten \(x\) für die Strecke am ersten Tag in \(\text{km}\). 2. Aufstellen der Terme für die weiteren Tage: Tag 2 entspricht \(1{,}5x\), Tag 3 entspricht \(1{,}5x - 2\). 3. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtstrecke: \(x + 1{,}5x + (1{,}5x - 2) = 46\). 4. Zusammenfassen der Terme auf der linken Seite: \(4x - 2 = 46\). 5. Lösen der Gleichung: Addition von 2 ergibt \(4x = 48\); Division durch 4 ergibt \(x = 12\). 6. Ermittlung der Tagesstrecken: Tag 1 ist \(12\,\text{km}\), Tag 2 ist \(1{,}5 \cdot 12 = 18\,\text{km}\), Tag 3 ist \(18 - 2 = 16\,\text{km}\).

Antwort

Am ersten Tag ist die Gruppe \(12\,\text{km}\), am zweiten Tag \(18\,\text{km}\) und am dritten Tag \(16\,\text{km}\) gewandert.
4229407
Drei Schulklassen (7a, 7b und 7c) haben zusammen \(720\,\text{€}\) für ein soziales Projekt gesammelt. Die Klasse 7b hat \(40\,\text{€}\) mehr gesammelt als die Klasse 7a. Die Klasse 7c hat genauso viel gesammelt wie die Klassen 7a und 7b zusammen. 1. Berechne, wie viel Euro jede der drei Klassen gesammelt hat. 2. Welchen Anteil am Gesamtbetrag hat die Klasse 7c gesammelt? Gib das Ergebnis als Bruch oder Prozentsatz an.

Denkanstöße

- Versuche zuerst, den Betrag der Klasse 7a als Unbekannte festzulegen. - Wie lässt sich der Betrag der Klasse 7c beschreiben, wenn man nur die Informationen über 7a und 7b nutzt? - Denke daran, dass die Summe aller drei Beträge feststeht. - Um den Anteil zu finden, vergleiche den Betrag von 7c mit der Gesamtsumme.

Lösung

1. Festlegen der Unbekannten: Sei \(x\) der Betrag der Klasse 7a. 2. Ausdrücken der anderen Beträge: Klasse 7b = \(x + 40\); Klasse 7c = \(x + (x + 40) = 2x + 40\). 3. Aufstellen der Gesamtgleichung: \(x + (x + 40) + (2x + 40) = 720\). 4. Lösen der Gleichung: \(4x + 80 = 720 \Rightarrow 4x = 640 \Rightarrow x = 160\). 5. Ergebnisse berechnen: Klasse 7a = \(160\,\text{€}\), Klasse 7b = \(200\,\text{€}\), Klasse 7c = \(360\,\text{€}\). 6. Anteil berechnen: \(\frac{360}{720} = \frac{1}{2}\) bzw. \(50\,\%\).

Antwort

1. Die Klasse 7a hat \(160\,\text{€}\), die Klasse 7b \(200\,\text{€}\) und die Klasse 7c \(360\,\text{€}\) gesammelt. 2. Die Klasse 7c hat die Hälfte (\(\frac{1}{2}\) bzw. \(50\,\%\)) des Gesamtbetrags gesammelt.
4229437
In einem Versandzentrum gibt es drei Paketgrößen: klein, mittel und groß. Ein mittleres Paket wiegt \(2\,\text{kg}\) mehr als ein kleines Paket. Ein großes Paket ist genau doppelt so schwer wie ein kleines Paket. Auf einem Rollwagen liegen 10 kleine, 5 mittlere und 2 große Pakete, die zusammen \(86\,\text{kg}\) wiegen. Berechne das Gewicht für jede Paketgröße.

Denkanstöße

- Überlege dir, welches Paketgewicht du als Grundwert (Variable) festlegst. - Wie kannst du die Gewichte der anderen Pakete im Verhältnis dazu beschreiben? - Wie oft kommt jede Paketart in der Gesamtrechnung vor? - Erstelle eine Gleichung, die alle Pakete und ihr Gesamtgewicht berücksichtigt.

Lösung

1. Festlegen der Variablen \(x\) für das Gewicht eines kleinen Pakets in \(\text{kg}\). 2. Ausdrücken der Gewichte der anderen Pakete durch \(x\): mittleres Paket = \(x + 2\), großes Paket = \(2x\). 3. Aufstellen der Gleichung für das Gesamtgewicht aller Pakete: \(10x + 5(x + 2) + 2(2x) = 86\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(10x + 5x + 10 + 4x = 86 \Rightarrow 19x + 10 = 86\). 5. Lösen der Gleichung: \(19x = 76 \Rightarrow x = 4\). 6. Berechnung der einzelnen Gewichte: kleines Paket \(4\,\text{kg}\), mittleres Paket \(4 + 2 = 6\,\text{kg}\), großes Paket \(2 \cdot 4 = 8\,\text{kg}\).

Antwort

Ein kleines Paket wiegt \(4\,\text{kg}\), ein mittleres Paket \(6\,\text{kg}\) und ein großes Paket \(8\,\text{kg}\).
4237447
In einer Obstkiste befinden sich Äpfel und Birnen. Die Masse der Äpfel ist dreimal so groß wie die Masse der Birnen. Würde man \(2\,\text{kg}\) Äpfel aus der Kiste nehmen und stattdessen \(5\,\text{kg}\) Birnen hinzufügen, wäre die Masse der Birnen immer noch um \(3\,\text{kg}\) geringer als die Masse der verbleibenden Äpfel. Berechne, wie viele Kilogramm Birnen ursprünglich in der Kiste waren.

Denkanstöße

- Stelle zuerst Terme für die Mengen am Anfang auf. - Wie verändern sich diese Terme, wenn Obst dazukommt oder weggenommen wird? - Wie hängen die neuen Mengen am Ende zusammen? Achte darauf, welcher Teil größer ist. - Kannst du die Situation nach der Änderung in einer Gleichung zusammenfassen?

Lösung

1. Definition der Variable \(b\) für die ursprüngliche Masse der Birnen in kg. Die Masse der Äpfel beträgt dann \(3b\). 2. Bestimmung der neuen Massen nach der Änderung: Äpfel \(3b - 2\), Birnen \(b + 5\). 3. Aufstellen der Gleichung gemäß der Bedingung (Birnenmasse ist Äpfelmasse minus \(3\,\text{kg}\)): \(b + 5 = (3b - 2) - 3\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(b + 5 = 3b - 5\). 5. Umformen durch Addition von 5 und Subtraktion von \(b\): \(10 = 2b\). 6. Lösung der Gleichung: \(b = 5\). 7. Zu Beginn waren \(5\,\text{kg}\) Birnen in der Kiste.

Antwort

Ursprünglich waren \(5\,\text{kg}\) Birnen in der Kiste.
4237727
Drei Mehlbeutel wiegen zusammen \(10{,}5\,\text{kg}\). Beutel A ist doppelt so schwer wie Beutel B. Beutel C ist um \(1{,}5\,\text{kg}\) leichter als Beutel A. Bestimme das Gewicht jedes einzelnen Beutels.

Denkanstöße

- Überlege dir, welches Gewicht am besten als Platzhalter \(x\) geeignet ist, um die anderen Gewichte leicht zu beschreiben. - Achte darauf, dass Beutel C direkt mit Beutel A verglichen wird. - Stelle eine Waagengleichung auf: Die Summe aller drei Beutel muss dem Gesamtgewicht entsprechen. - Vergiss nicht, am Ende die Einheiten korrekt anzugeben.

Lösung

1. Festlegen der Variable \(x\) für das Gewicht von Beutel B in \(\text{kg}\). 2. Bestimmung der Gewichte der anderen Beutel: Beutel A wiegt \(2x\), Beutel C wiegt \(2x - 1{,}5\). 3. Aufstellen der Gleichung für das Gesamtgewicht: \(2x + x + (2x - 1{,}5) = 10{,}5\). 4. Zusammenfassen der \(x\)-Glieder: \(5x - 1{,}5 = 10{,}5\). 5. Addition von \(1{,}5\): \(5x = 12\). 6. Division durch \(5\): \(x = 2{,}4\). 7. Berechnung der Einzelgewichte: Beutel B wiegt \(2{,}4\,\text{kg}\), Beutel A wiegt \(2 \cdot 2{,}4 = 4{,}8\,\text{kg}\), Beutel C wiegt \(4{,}8 - 1{,}5 = 3{,}3\,\text{kg}\).

Antwort

Beutel A wiegt \(4{,}8\,\text{kg}\), Beutel B wiegt \(2{,}4\,\text{kg}\) und Beutel C wiegt \(3{,}3\,\text{kg}\).
4239777
Das Verhältnis zweier Zahlen ist gleich dem Verhältnis \(3{,}6 : 1{,}2\). Die Summe dieser beiden Zahlen beträgt \(44\). Berechne die beiden Zahlen.

Denkanstöße

- Kannst du das gegebene Verhältnis durch eine einfachere Division ausdrücken? - Stelle für jede Information im Text eine eigene mathematische Beziehung auf. - Versuche, eine der unbekannten Zahlen durch die andere zu beschreiben. - Was passiert mit der Summe, wenn du eine Zahl durch ihren entsprechenden Anteil der anderen Zahl ersetzt?

Lösung

1. Das Verhältnis der Zahlen \(x\) und \(y\) als Gleichung aufstellen: \(\frac{x}{y} = \frac{3{,}6}{1{,}2}\). 2. Das Verhältnis vereinfachen: \(\frac{3{,}6}{1{,}2} = 3\), also \(x = 3y\). 3. Die Summenbedingung formulieren: \(x + y = 44\). 4. Die erste Gleichung in die Summe einsetzen: \(3y + y = 44\). 5. Die lineare Gleichung lösen: \(4y = 44 \Rightarrow y = 11\). 6. Den Wert für \(x\) berechnen: \(x = 3 \cdot 11 = 33\).

Antwort

Die Zahlen lauten \(33\) und \(11\).
4239807
Eine Radsportgruppe plant eine dreitägige Tour über insgesamt \(180\,\text{km}\). Die Etappen sind wie folgt geplant: - Am zweiten Tag soll die Strecke doppelt so lang sein wie am ersten Tag. - Die Strecke für den dritten Tag ist so gewählt, dass sie \(15\,\text{km}\) kürzer ist als die Etappe des zweiten Tages. a) Stelle eine Gleichung auf, um die Länge der ersten Etappe \(x\) (in \(\text{km}\)) zu bestimmen. b) Berechne die Länge jeder einzelnen Tagesetappe. c) Überlege ohne neu zu rechnen: Wie würde sich die Gleichung aus Teil a) verändern, wenn die Strecke am dritten Tag stattdessen genau \(10\,\text{km}\) länger als am ersten Tag geplant wäre?

Denkanstöße

- Achte bei Teil b darauf, dass sich die Angabe für den dritten Tag auf den zweiten Tag bezieht. - Wie hängen die drei Tage zusammen, um die Gesamtlänge zu ergeben? - In Teil c musst du nur den Term für den dritten Tag in deiner ursprünglichen Gleichung ersetzen.

Lösung

1. Zu Teil a): Festlegen der Terme: Tag 1 = \(x\), Tag 2 = \(2x\), Tag 3 = \(2x - 15\). Gesamte Gleichung: \(x + 2x + (2x - 15) = 180\). 2. Zu Teil b): Zusammenfassen der Gleichung: \(5x - 15 = 180\). Lösen nach \(x\): \(5x = 195 \Rightarrow x = 39\). 3. Berechnung der Etappen: Tag 1 = \(39\,\text{km}\), Tag 2 = \(2 \cdot 39 = 78\,\text{km}\), Tag 3 = \(78 - 15 = 63\,\text{km}\). 4. Zu Teil c): Analyse der neuen Bedingung: Tag 3 wäre dann \(x + 10\). Die neue Gleichung lautet: \(x + 2x + (x + 10) = 180\) oder vereinfacht \(4x + 10 = 180\).

Antwort

a) \(x + 2x + (2x - 15) = 180\) (oder vereinfacht \(5x - 15 = 180\)). b) Tag 1: \(39\,\text{km}\), Tag 2: \(78\,\text{km}\), Tag 3: \(63\,\text{km}\). c) Die Gleichung würde \(x + 2x + (x + 10) = 180\) (oder \(4x + 10 = 180\)) lauten.
4239867
Ein Schulgarten mit einer Gesamtfläche von \(750\,\text{m}^2\) wird in drei Bereiche unterteilt: ein Gemüsebeet, eine Blumenwiese und eine Rasenfläche. Die Rasenfläche ist so groß wie das Gemüsebeet und die Blumenwiese zusammen. Die Fläche des Gemüsebeets nimmt wiederum genau zwei Drittel der Fläche der Blumenwiese ein. Bestimme die Größe der drei einzelnen Flächen in Quadratmetern.

Denkanstöße

- Welchen Bruchteil der Gesamtfläche muss die Rasenfläche einnehmen, wenn sie genauso groß ist wie die anderen beiden Flächen zusammen? - Wenn du die Fläche der Blumenwiese als Grundwert nimmst, wie kannst du dann das Gemüsebeet beschreiben? - Versuche, eine Gleichung aufzustellen, in der nur noch eine der Flächen als Unbekannte vorkommt.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(G\) für Gemüsebeet, \(B\) für Blumenwiese und \(R\) für Rasen. 2. Aufstellen der Gleichung für die Rasenfläche: \(R = G + B\). Da die Gesamtfläche \(G + B + R = 750\,\text{m}^2\) ist, folgt \(2(G + B) = 750\,\text{m}^2\), also \(G + B = 375\,\text{m}^2\). Damit ist \(R = 375\,\text{m}^2\). 3. Einsetzen des Verhältnisses zwischen Gemüsebeet und Blumenwiese: \(G = \frac{2}{3}B\). 4. Aufstellen der Gleichung für die Teilsumme: \(\frac{2}{3}B + B = 375\,\text{m}^2\). 5. Zusammenfassen und Lösen: \(\frac{5}{3}B = 375 \implies B = 375 \cdot \frac{3}{5} = 225\,\text{m}^2\). 6. Berechnung der verbleibenden Fläche: \(G = \frac{2}{3} \cdot 225 = 150\,\text{m}^2\).

Antwort

Das Gemüsebeet ist \(150\,\text{m}^2\) groß, die Blumenwiese \(225\,\text{m}^2\) und die Rasenfläche \(375\,\text{m}^2\).
4239907
Lukas hat \(12\) Sammelkarten mehr als Marie. Wenn Marie ihre Anzahl an Karten vervierfacht und Lukas seine Anzahl verdreifacht, hat Marie \(10\) Karten mehr als Lukas. Wie viele Karten hatten Marie und Lukas jeweils zu Beginn?

Denkanstöße

- Welche Information hilft dir, die Kartenanzahl von Lukas durch die von Marie auszudrücken? - Wie verändern sich die Anzahlen durch das Vervierfachen oder Verdreifachen? - Wenn eine Person nach der Änderung mehr Karten hat, wie kannst du das in einer Gleichung mit einem Gleichheitszeichen schreiben? - Achte beim Aufstellen der Gleichung besonders darauf, wie du die Klammern setzt.

Lösung

1. Festlegen der Variable \(x\) für Maries ursprüngliche Kartenanzahl. 2. Aufstellen des Terms für Lukas’ Kartenanzahl: \(x + 12\). 3. Bestimmen der neuen Kartenmengen: Marie hat \(4x\), Lukas hat \(3(x + 12)\). 4. Aufstellen der Gleichung unter Berücksichtigung der Differenz von \(10\) Karten: \(4x = 3(x + 12) + 10\). 5. Auflösen der Klammer und Zusammenfassen der rechten Seite: \(4x = 3x + 36 + 10\), also \(4x = 3x + 46\). 6. Isolieren von \(x\) durch Subtraktion von \(3x\): \(x = 46\). 7. Berechnung von Lukas’ Kartenanzahl: \(46 + 12 = 58\).

Antwort

Marie hatte zu Beginn \(46\) Karten und Lukas hatte \(58\) Karten.
4239947
Zwei Schulklassen sparen für einen Ausflug. Klasse 7a hat \(120\,\text{€}\) gespart, Klasse 7b hat \(100\,\text{€}\). Für den Kauf von Proviant entnimmt die Klasse 7a einen bestimmten Betrag aus ihrer Kasse. Die Klasse 7b entnimmt \(20\,\text{€}\) mehr als Klasse 7a. Nach dieser Entnahme hat die Klasse 7a noch genau dreimal so viel Geld in ihrer Kasse wie die Klasse 7b. Berechne, wie viel Geld jede Klasse entnommen hat.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie viel Geld in der Kasse der Klasse 7b noch übrig ist, wenn sie \(20\,\text{€}\) mehr ausgibt als Klasse 7a. - Stelle einen Term für den Restbetrag beider Klassen auf. - Achte beim Aufstellen der Gleichung darauf, dass eine der Restmengen dreimal so groß ist wie die andere. - Vergiss nicht, beim Subtrahieren der Entnahmemenge der Klasse 7b eine Klammer zu setzen, da es sich um einen zusammengesetzten Ausdruck handelt.

Lösung

1. Variable \(x\) für den Entnahmebetrag der Klasse 7a festlegen. 2. Entnahmebetrag der Klasse 7b als \(x + 20\) ausdrücken. 3. Restbeträge bestimmen: \(120 - x\) für Klasse 7a und \(100 - (x + 20)\), was zu \(80 - x\) vereinfacht wird, für Klasse 7b. 4. Gleichung basierend auf dem Verhältnis der Restbeträge aufstellen: \(120 - x = 3(80 - x)\). 5. Klammer auflösen: \(120 - x = 240 - 3x\). 6. Gleichung nach \(x\) lösen: \(2x = 120\), also \(x = 60\). 7. Endergebnisse: Klasse 7a hat \(60\,\text{€}\) entnommen, Klasse 7b hat \(60\,\text{€} + 20\,\text{€} = 80\,\text{€}\) entnommen.

Antwort

Klasse 7a hat \(60\,\text{€}\) entnommen, Klasse 7b hat \(80\,\text{€}\) entnommen.
4239967
Zwei Wassertanks werden gleichzeitig geleert. Im ersten Tank befinden sich zu Beginn \(500\,\text{l}\) Wasser, wobei pro Minute \(10\,\text{l}\) abfließen. Im zweiten Tank befinden sich anfangs \(800\,\text{l}\) Wasser, hier fließen pro Minute \(30\,\text{l}\) ab. Nach wie vielen Minuten ist im ersten Tank genau doppelt so viel Wasser enthalten wie im zweiten Tank?

Denkanstöße

- Achte darauf, dass das Wasser abfließt – welches Rechenzeichen benötigst du daher in deinem Term? - Wenn eine Menge doppelt so groß sein soll wie eine andere, welche Seite der Gleichung musst du mit 2 multiplizieren, damit beide Seiten gleich sind? - Kannst du die Situation für einen bestimmten Zeitpunkt (z. B. nach 10 Minuten) testen, um zu sehen, ob dein Ansatz stimmt?

Lösung

1. Definition der Variable \(t\) für die Zeit in Minuten. 2. Aufstellen der Terme für den Wasserstand: Tank 1: \(500 - 10t\); Tank 2: \(800 - 30t\). 3. Aufstellen der Gleichung basierend auf der Bedingung (Tank 1 ist doppelt so voll wie Tank 2): \(500 - 10t = 2(800 - 30t)\). 4. Auflösen der Klammer: \(500 - 10t = 1600 - 60t\). 5. Umformen der Gleichung: \(50t = 1100\). 6. Berechnung der Zeit: \(t = 22\).

Antwort

Nach \(22\) Minuten.
4240047
Zwei Smartphones werden für verschiedene Aufgaben genutzt. Zu Beginn hat Akku 1 eine Ladung von \(4200\,\text{mAh}\) und Akku 2 eine Ladung von \(3500\,\text{mAh}\). Während der Nutzung nimmt die Ladung von Akku 1 um doppelt so viele Milliamperestunden ab wie die Ladung von Akku 2. Am Ende der Nutzung hat Akku 2 noch eine um \(200\,\text{mAh}\) höhere Restladung als Akku 1. Berechne, um wie viele Milliamperestunden die Ladung jedes Akkus abgenommen hat.

Denkanstöße

- Überlege dir, bei welchem Akku die Ladungsabnahme größer ist und wie man das mit einer Variablen ausdrücken kann. - Stelle für beide Akkus einen Ausdruck auf, der die verbleibende Ladung beschreibt. - Achte darauf, auf welcher Seite der Gleichung du den Unterschied von \(200\,\text{mAh}\) dazurechnen oder abziehen musst, damit die Gleichung stimmt. - Prüfe dein Ergebnis am Ende: Ist die Differenz der Restladungen wirklich \(200\,\text{mAh}\)?

Lösung

1. Variable festlegen: Die Ladungsabnahme von Akku 2 sei \(x\). Dann beträgt die Ladungsabnahme von Akku 1 \(2x\). 2. Restladungen formulieren: Akku 1 hat noch \(4200 - 2x\), Akku 2 hat noch \(3500 - x\). 3. Gleichung aufstellen: Da Akku 2 am Ende \(200\,\text{mAh}\) mehr Ladung hat als Akku 1, gilt \(3500 - x = (4200 - 2x) + 200\). 4. Zusammenfassen der Zahlen: \(3500 - x = 4400 - 2x\). 5. Isolieren der Variable: Addition von \(2x\) ergibt \(3500 + x = 4400\). Subtraktion von \(3500\) ergibt \(x = 900\). 6. Ergebnisse bestimmen: Die Ladung von Akku 2 hat um \(900\,\text{mAh}\) abgenommen, die Ladung von Akku 1 um \(2 \cdot 900 = 1800\,\text{mAh}\).

Antwort

Die Ladung von Akku 1 hat um \(1800\,\text{mAh}\) abgenommen, die Ladung von Akku 2 um \(900\,\text{mAh}\).
4240067
Eine zweitägige Wandertour ist so geplant, dass das Verhältnis der Streckenlänge des ersten Tages zu der des zweiten Tages \(3 : 2\) beträgt. Die Wanderstrecke am ersten Tag ist genau \(15\,\text{km}\) länger als am zweiten Tag. a) Berechne die Länge der beiden ursprünglichen Tagesetappen. b) Die Wanderer überlegen kurzfristig, die Etappen so zu ändern, dass sie an beiden Tagen exakt die gleiche Strecke zurücklegen (Verhältnis \(1 : 1\)). Die Gesamtstrecke soll dabei gleich bleiben. Wie viele Kilometer der ersten Etappe müssten auf den zweiten Tag verschoben werden?

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, wie viele Kilometer ein einzelner „Anteil“ des Verhältnisses wert ist. - Wie lang ist die gesamte Wanderung insgesamt? - Überlege für den zweiten Teil, was ein Verhältnis von \(1 : 1\) für die Verteilung der Gesamtlänge bedeutet. - Wie viel fehlt der kürzeren Strecke noch bis zur genauen Hälfte der Gesamtlänge?

Lösung

1. Berechnung der Etappen (Teil a): Sei \(x\) die Länge eines Anteils. Die Differenz der Anteile entspricht der Kilometerdifferenz: \(3x - 2x = 15\). 2. Daraus folgt direkt \(x = 15\). 3. Länge der ersten Etappe: \(3 \cdot 15\,\text{km} = 45\,\text{km}\). 4. Länge der zweiten Etappe: \(2 \cdot 15\,\text{km} = 30\,\text{km}\). 5. Analyse der Änderung (Teil b): Die Gesamtstrecke beträgt \(45\,\text{km} + 30\,\text{km} = 75\,\text{km}\). 6. Für ein Verhältnis von \(1 : 1\) muss jeder Tag \(\frac{75\,\text{km}}{2} = 37{,}5\,\text{km}\) lang sein. 7. Berechnung der Verschiebung: Die erste Etappe muss um \(45\,\text{km} - 37{,}5\,\text{km} = 7{,}5\,\text{km}\) gekürzt werden, die der zweiten Etappe hinzugefügt werden.

Antwort

a) Die erste Etappe ist \(45\,\text{km}\) lang, die zweite \(30\,\text{km}\). b) Es müssten \(7{,}5\,\text{km}\) von der ersten Etappe auf den zweiten Tag verschoben werden.
4240077
Auf zwei Parkplätzen A und B stehen Autos im Verhältnis \(2 : 3\). Wenn \(12\) Autos von Parkplatz A auf Parkplatz B fahren, stehen die Anzahlen der Autos auf den Plätzen im neuen Verhältnis \(1 : 2\). Bestimme, wie viele Autos ursprünglich auf jedem Parkplatz standen.

Denkanstöße

- Was bedeutet ein Verhältnis von \(2 : 3\) für die Anzahl der „Teile“, in die man die Autos aufteilen kann? - Wie verändert sich die Anzahl auf jedem Parkplatz, wenn Autos von einem zum anderen fahren? - Versuche, für die Anzahl der Autos pro „Teil“ eine Variable wie \(x\) zu verwenden. - Kannst du aus dem neuen Verhältnis eine Gleichung aufstellen?

Lösung

1. Festlegen der Variablen basierend auf dem Anfangsverhältnis: Parkplatz A hat \(2x\) Autos, Parkplatz B hat \(3x\) Autos. 2. Bestimmen der Anzahlen nach dem Wechsel: Parkplatz A hat \(2x - 12\) Autos, Parkplatz B hat \(3x + 12\) Autos. 3. Aufstellen der Verhältnisgleichung: \(\frac{2x - 12}{3x + 12} = \frac{1}{2}\). 4. Lösen der Gleichung durch Multiplikation über Kreuz: \(2 \cdot (2x - 12) = 1 \cdot (3x + 12)\). 5. Vereinfachen und nach \(x\) auflösen: \(4x - 24 = 3x + 12 \Rightarrow x = 36\). 6. Berechnung der ursprünglichen Anzahlen: Parkplatz A: \(2 \cdot 36 = 72\), Parkplatz B: \(3 \cdot 36 = 108\).

Antwort

Ursprünglich standen auf Parkplatz A \(72\) Autos und auf Parkplatz B \(108\) Autos.
4240107
In einer Werkstatt sind 8 identische LED-Strahler und 2 identische Heizgeräte installiert. Zusammen verbrauchen sie eine Leistung von \(3600\,\text{W}\). Ein Heizgerät verbraucht fünfmal so viel Leistung wie ein LED-Strahler. a) Bestimme die Leistungsaufnahme eines einzelnen Strahlers und eines einzelnen Heizgeräts. b) Im Rahmen einer Modernisierung wird die Leistung der Heizgeräte durch effizientere Bauteile um \(20\,\%\) gesenkt. Wie hoch ist die gesamte Leistungsaufnahme der Anlage (8 Strahler und 2 Heizgeräte) nach der Modernisierung?

Denkanstöße

- Kannst du den Gesamtverbrauch als Summe der Einzelverbräuche schreiben? - Nutze das Verhältnis zwischen Strahler und Heizgerät, um nur noch eine Unbekannte in der Gleichung zu haben. - Was bedeutet eine Senkung um \(20\,\%\) für den ursprünglichen Wert des Heizgeräts? - Vergiss am Ende nicht, alle Geräte (Strahler und neue Heizgeräte) wieder zusammenzurechnen.

Lösung

1. Variable festlegen: Die Leistung eines LED-Strahlers sei \(s\). Die Leistung eines Heizgeräts ist \(5s\). 2. Gleichung aufstellen: \(8s + 2(5s) = 3600\). 3. Gleichung lösen: \(8s + 10s = 3600 \Rightarrow 18s = 3600 \Rightarrow s = 200\). 4. Ergebnisse Teil a: Ein Strahler verbraucht \(200\,\text{W}\), ein Heizgerät verbraucht \(5 \cdot 200\,\text{W} = 1000\,\text{W}\). 5. Leistungsreduzierung berechnen: \(20\,\%\) von \(1000\,\text{W}\) sind \(0{,}20 \cdot 1000\,\text{W} = 200\,\text{W}\). Die neue Leistung eines Heizgeräts beträgt \(1000\,\text{W} - 200\,\text{W} = 800\,\text{W}\). 6. Gesamte neue Leistung: \(8 \cdot 200\,\text{W} + 2 \cdot 800\,\text{W} = 1600\,\text{W} + 1600\,\text{W} = 3200\,\text{W}\).

Antwort

a) Ein LED-Strahler verbraucht \(200\,\text{W}\), ein Heizgerät \(1000\,\text{W}\). b) Nach der Modernisierung beträgt die gesamte Leistungsaufnahme \(3200\,\text{W}\).
4240117
Zwei Pumpen entleeren ein Wasserbecken. Pumpe A fördert pro Minute \(10\,\text{l}\) mehr als Pumpe B. Pumpe A war \(45\) Minuten lang in Betrieb, Pumpe B insgesamt \(60\) Minuten. Zusammen haben sie \(9900\,\text{l}\) Wasser gefördert. Wie viele Liter Wasser fördert jede Pumpe pro Minute?

Denkanstöße

- Welche Größe ist unbekannt und könnte als Variable bezeichnet werden? - Wie berechnet man die geförderte Wassermenge einer Pumpe, wenn man die Zeit und die Leistung pro Minute kennt? - Kannst du einen Term für die Gesamtmenge beider Pumpen aufstellen? - Achte darauf, dass Pumpe A eine höhere Leistung hat als Pumpe B.

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die Förderleistung von Pumpe B in \(\text{l/min}\). Die Leistung von Pumpe A ist dann \(x + 10\). 2. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtmenge: \(45(x + 10) + 60x = 9900\). 3. Auflösen der Klammer und Zusammenfassen: \(45x + 450 + 60x = 9900 \Rightarrow 105x + 450 = 9900\). 4. Isolieren von \(x\): \(105x = 9450 \Rightarrow x = 90\). 5. Berechnung der Leistungen: Pumpe B fördert \(90\,\text{l/min}\), Pumpe A fördert \(90 + 10 = 100\,\text{l/min}\).

Antwort

Pumpe A fördert \(100\,\text{l/min}\), Pumpe B fördert \(90\,\text{l/min}\).
4240127
Zwei Schulklassen pflanzen Bäume für ein Umweltprojekt. Klasse 7a schafft pro Stunde \(3\) Bäume mehr als Klasse 7b. Die Klasse 7a arbeitet \(4\) Stunden lang, während die Klasse 7b insgesamt \(5\) Stunden arbeitet. Zusammen pflanzen sie \(93\) Bäume. a) Stelle eine Gleichung auf, um die Stundenleistung \(x\) (Bäume pro Stunde) der Klasse 7b zu berechnen. b) Wie viele Bäume pflanzt jede Klasse pro Stunde? c) Wie viele Bäume hätte die Klasse 7b insgesamt gepflanzt, wenn sie genauso lange wie Klasse 7a gearbeitet hätte?

Denkanstöße

- Was genau soll die Variable \(x\) in dieser Aufgabe beschreiben? - Wie verändert sich die Gesamtzahl der Bäume, wenn eine Klasse länger oder kürzer arbeitet? - Überlege dir zuerst, wie viele Bäume jede Klasse einzeln in ihrer jeweiligen Arbeitszeit schafft. - Für den letzten Aufgabenteil musst du die bereits berechnete Stundenleistung mit einer neuen Zeitvorgabe kombinieren.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung (Teil a): Mit \(x\) als Stundenleistung der Klasse 7b und \(x + 3\) für Klasse 7a ergibt sich \(4(x + 3) + 5x = 93\). 2. Lösen der Gleichung (Teil b): \(4x + 12 + 5x = 93 \Rightarrow 9x + 12 = 93 \Rightarrow 9x = 81 \Rightarrow x = 9\). 3. Ergebnisse für die Stundenleistungen: Klasse 7b pflanzt \(9\) Bäume pro Stunde, Klasse 7a pflanzt \(9 + 3 = 12\) Bäume pro Stunde. 4. Berechnung für Teil c: Die Klasse 7a arbeitete \(4\) Stunden. Bei einer Stundenleistung von \(9\) Bäumen hätte Klasse 7b in dieser Zeit \(9 \cdot 4 = 36\) Bäume gepflanzt.

Antwort

a) \(4(x + 3) + 5x = 93\) b) Klasse 7a: \(12\) Bäume pro Stunde; Klasse 7b: \(9\) Bäume pro Stunde. c) \(36\) Bäume.
4240177
Ein Wanderer möchte eine bestimmte Strecke zurücklegen. Am Vormittag schafft er ein Drittel der Gesamtlänge und zusätzlich \(2\,\text{km}\). Nach einer Mittagspause wandert er \(50\,\%\) der verbleibenden Strecke. Danach sind es noch genau \(6\,\text{km}\) bis zu seinem Ziel. Berechne die Gesamtlänge der Wanderstrecke.

Denkanstöße

- Versuche, die gesamte Strecke mit einer Variablen zu benennen. - Wie viel von der Strecke bleibt nach dem ersten Teil der Wanderung noch übrig? - Wenn die Hälfte einer Reststrecke gelaufen wurde, wie viel Prozent dieser Reststrecke sind dann noch offen? - Kannst du die Situation schrittweise von hinten nach vorne durchrechnen?

Lösung

1. Sei \(x\) die Gesamtlänge der Strecke in \(\text{km}\). 2. Die am Vormittag zurückgelegte Strecke beträgt \(\frac{1}{3}x + 2\). 3. Die nach dem Vormittag verbleibende Reststrecke ist \(x - (\frac{1}{3}x + 2) = \frac{2}{3}x - 2\). 4. Am Nachmittag werden \(50\,\%\) dieser Reststrecke zurückgelegt, was \(0{,}5 \cdot (\frac{2}{3}x - 2) = \frac{1}{3}x - 1\) entspricht. 5. Der verbleibende Teil nach dem Nachmittag ist somit \((\frac{2}{3}x - 2) - (\frac{1}{3}x - 1) = \frac{1}{3}x - 1\). 6. Laut Aufgabenstellung entspricht dieser Rest \(6\,\text{km}\). Daraus ergibt sich die Gleichung \(\frac{1}{3}x - 1 = 6\). 7. Durch Addition von \(1\) erhält man \(\frac{1}{3}x = 7\). 8. Multiplikation mit \(3\) ergibt den Endwert \(x = 21\,\text{km}\).

Antwort

Die Gesamtlänge der Wanderstrecke beträgt \(21\,\text{km}\).
4240187
In einem Wassertank befindet sich eine unbekannte Menge Wasser. Zuerst werden ein Viertel des Inhalts und weitere \(20\,\text{l}\) für die Bewässerung entnommen. Von der danach verbleibenden Menge werden \(60\,\%\) für die Reinigung eines Autos genutzt. Am Ende befinden sich noch genau \(28\,\text{l}\) im Tank. Wie viele Liter Wasser waren ursprünglich im Tank?

Denkanstöße

- Was bedeutet es für den Restbestand, wenn \(60\,\%\) einer Menge weggenommen werden? - Stelle eine Gleichung für den ersten Rest nach der ersten Entnahme auf. - Kannst du den Prozess umkehren? Was war der Stand direkt vor der Autoreinigung? - Achte darauf, dass sich die Prozentangabe auf den jeweiligen Rest bezieht, nicht auf die Gesamtmenge.

Lösung

1. Sei \(V\) das ursprüngliche Volumen in Litern. 2. Nach der ersten Entnahme verbleibt \(R_1 = V - (\frac{1}{4} \cdot V + 20) = \frac{3}{4} \cdot V - 20\). 3. Von dieser Restmenge werden \(60\,\%\) entnommen, sodass \(40\,\%\) übrig bleiben. 4. Es gilt die Gleichung \(0{,}40 \cdot (\frac{3}{4} \cdot V - 20) = 28\). 5. Division durch \(0{,}40\) führt zu \(\frac{3}{4} \cdot V - 20 = 70\). 6. Addition von \(20\) ergibt \(\frac{3}{4} \cdot V = 90\). 7. Multiplikation mit \(\frac{4}{3}\) ergibt \(V = \frac{90 \cdot 4}{3} = 120\).

Antwort

Ursprünglich befanden sich \(120\,\text{l}\) Wasser im Tank.
4240307
Ein Schützenverein veranstaltet ein Preisschießen mit 15 Schüssen pro Teilnehmer. Jeder Treffer zählt 7 Punkte, während für jeden Fehlschuss 3 Punkte abgezogen werden. a) Berechne die Anzahl der Treffer für einen Teilnehmer, der insgesamt 55 Punkte erzielt hat. b) Begründe mathematisch, warum es bei diesem Punktesystem nicht möglich ist, ein Endergebnis von genau 50 Punkten zu erreichen.

Denkanstöße

- Stelle zuerst eine Formel auf, mit der du die Punkte für eine beliebige Anzahl an Treffern berechnen kannst. - Was weißt du über die Anzahl der Schüsse? Kann man einen „halben Treffer“ landen? - Welche Werte kann die Variable für die Anzahl der Treffer logischerweise annehmen? - Probiere aus, was passiert, wenn du die Gleichung für eine Punktzahl von 50 löst.

Lösung

1. Modellierung: Sei \(x\) die Anzahl der Treffer. Die Anzahl der Fehlschüsse beträgt \(15 - x\). 2. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtpunktzahl: \(7x - 3(15 - x) = P\). 3. Termumformung: \(7x - 45 + 3x = 10x - 45\). 4. Lösung für Teil a): \(10x - 45 = 55 \implies 10x = 100 \implies x = 10\). Es gab \(10\) Treffer. 5. Untersuchung für Teil b): \(10x - 45 = 50 \implies 10x = 95 \implies x = 9{,}5\). 6. Da die Anzahl der Treffer \(x\) eine ganze Zahl zwischen 0 und 15 sein muss, ist ein Ergebnis von 50 Punkten unmöglich, da \(9{,}5\) keine ganze Zahl ist.

Antwort

a) Der Teilnehmer hat \(10\) Treffer erzielt. b) Bei der Berechnung der Trefferanzahl für \(50\) Punkte ergibt sich \(x = 9{,}5\). Da die Anzahl der Treffer nur eine ganze Zahl sein kann, ist dieser Wert nicht erreichbar.
4240557
Ein Gärtnerteam soll eine Parkfläche bearbeiten. Geplant ist eine tägliche Leistung von \(400\,\text{m}^2\). Tatsächlich schafft das Team täglich \(100\,\text{m}^2\) mehr. Nach \(2\) Tagen weniger als ursprünglich veranschlagt hat es die gesamte geplante Fläche und zusätzlich \(200\,\text{m}^2\) einer angrenzenden Fläche bearbeitet. Berechne, wie groß die ursprünglich geplante Fläche in Quadratmetern war.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie du die geplante Gesamtfläche mithilfe der täglichen Leistung und der Anzahl der Tage ausdrücken kannst. - Wie verändert sich die tägliche Leistung und die benötigte Zeit in der Realität? - Stelle eine Beziehung zwischen der geplanten Fläche und der tatsächlich bearbeiteten Fläche auf. - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der die Anzahl der Tage die gesuchte Variable ist?

Lösung

1. Definition der Unbekannten: Sei \(x\) die ursprünglich geplante Anzahl an Tagen. 2. Aufstellen der Terme für die Fläche: Geplante Fläche \(P = 400x\). Tatsächliche Fläche \(A = (400 + 100)(x - 2) = 500(x - 2)\). 3. Aufstellen der Gleichung basierend auf der Mehrleistung: \(P + 200 = A\), also \(400x + 200 = 500(x - 2)\). 4. Lösen der Gleichung: \(400x + 200 = 500x - 1000 \Rightarrow 1200 = 100x \Rightarrow x = 12\). 5. Berechnung der geplanten Fläche: \(P = 400 \cdot 12 = 4800\). Die geplante Fläche betrug \(4800\,\text{m}^2\).

Antwort

Die ursprünglich geplante Fläche betrug \(4800\,\text{m}^2\).
4241207
In einer Schulbibliothek sind zwei Fünftel der Medien Romane und ein Viertel sind Sachbücher. Von den verbleibenden Medien ist genau die Hälfte Kinderliteratur. Die restlichen 105 Medien sind Fachzeitschriften. Wie viele Medien gibt es insgesamt in der Bibliothek?

Denkanstöße

- Was bedeutet „die Hälfte vom Rest“ mathematisch für deine Rechnung? - Berechne zuerst, welcher Bruchteil der Medien Romane oder Sachbücher sind. - Wenn die Hälfte des Rests Kinderbücher sind, welcher Bruchteil des Rests bleibt dann für die Zeitschriften übrig? - Stelle eine Gleichung auf, in der die Anzahl der Zeitschriften einem Bruchteil der Gesamtzahl entspricht.

Lösung

1. Sei \(x\) die Gesamtzahl der Medien. 2. Summe der Anteile von Romanen und Sachbüchern berechnen: \(\frac{2}{5}x + \frac{1}{4}x = \frac{8}{20}x + \frac{5}{20}x = \frac{13}{20}x\). 3. Den ersten Rest bestimmen: \(x - \frac{13}{20}x = \frac{7}{20}x\). 4. Anteil der Fachzeitschriften bestimmen: Da die Hälfte des Rests Kinderliteratur ist, muss die andere Hälfte des Rests (\(105\)) die Fachzeitschriften darstellen. Der Anteil der Fachzeitschriften ist also \(\frac{1}{2} \cdot \frac{7}{20}x = \frac{7}{40}x\). 5. Gleichung aufstellen und lösen: \(\frac{7}{40}x = 105 \Rightarrow 7x = 4200 \Rightarrow x = 600\). Die Bibliothek besitzt insgesamt \(600\) Medien.

Antwort

Es gibt insgesamt \(600\) Medien in der Bibliothek.
4241287
Für ein Schulprojekt wird ein Budget geplant. \(\frac{3}{8}\) des Budgets sind für Materialien vorgesehen, \(\frac{1}{5}\) für Transportkosten, \(\frac{1}{10}\) für Verpflegung und \(\frac{1}{4}\) für die Miete von Geräten. Die verbleibenden \(15\,\text{€}\) werden als Notreserve beiseitegelegt. Berechne, wie hoch das gesamte Budget ist und wie viel Euro konkret für die Materialien eingeplant wurden.

Denkanstöße

- Überlege zuerst, welchen Bruchteil die Reserve vom Gesamtbudget ausmacht. - Wie kannst du Brüche mit verschiedenen Nennern addieren? - Wenn du das Gesamtbudget kennst, wie berechnest du dann einen bestimmten Anteil davon? - Stelle eine Gleichung auf, in der die Summe aller Teile das Ganze ergibt.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung für das Gesamtbudget \(x\): \(x = \frac{3}{8}x + \frac{1}{5}x + \frac{1}{10}x + \frac{1}{4}x + 15\). 2. Finden des Hauptnenners (\(40\)) für die Brüche: \(\frac{15}{40} + \frac{8}{40} + \frac{4}{40} + \frac{10}{40}\). 3. Summieren der Anteile: \(\frac{37}{40}\). 4. Berechnung des Restanteils für die Reserve: \(1 - \frac{37}{40} = \frac{3}{40}\). 5. Aufstellen der Gleichung für die Reserve: \(\frac{3}{40}x = 15\). 6. Auflösen nach \(x\): \(x = \frac{15 \cdot 40}{3} = 200\). Das Gesamtbudget beträgt \(200\,\text{€}\). 7. Berechnung des Betrags für Materialien: \(\frac{3}{8} \cdot 200 = 75\). Der Materialanteil beträgt \(75\,\text{€}\).

Antwort

Das gesamte Budget beträgt \(200\,\text{€}\). Für die Materialien wurden \(75\,\text{€}\) eingeplant.
4241297
Lukas hat für ein Projekt gespart. Zuerst gibt er \(\frac{1}{4}\) seines Geldes für Fachliteratur aus. Von dem verbleibenden Betrag gibt er \(\frac{2}{5}\) für Materialkosten aus. Am Ende hat er noch \(9{,}00\,\text{€}\) in seiner Spardose. Bestimme den ursprünglichen Gesamtbetrag sowie die Kosten für die Literatur und das Material.

Denkanstöße

- Was ist der „Rest“ nach dem ersten Kauf? - Kannst du den Anteil der Materialkosten am ursprünglichen Gesamtbetrag ausdrücken? - Wie viel vom Ganzen bleibt nach beiden Käufen übrig? - Versuche, eine Gleichung für den Betrag aufzustellen, der am Ende noch übrig ist.

Lösung

1. Sei \(x\) der ursprüngliche Gesamtbetrag. Nach dem Kauf der Literatur (\(\frac{1}{4}x\)) beträgt der Rest: \(x - \frac{1}{4}x = \frac{3}{4}x\). 2. Die Materialkosten betragen \(\frac{2}{5}\) des Rests: \(\frac{2}{5} \cdot \frac{3}{4}x = \frac{6}{20}x = \frac{3}{10}x\). 3. Der verbleibende Betrag nach beiden Ausgaben ist: \(\frac{3}{4}x - \frac{3}{10}x = \frac{15}{20}x - \frac{6}{20}x = \frac{9}{20}x\). 4. Gleichung für den Endrest aufstellen: \(\frac{9}{20}x = 9{,}00\,\text{€}\). Daraus folgt \(x = 9 \cdot \frac{20}{9} = 20{,}00\,\text{€}\). 5. Berechnung der Einzelkosten: Literatur \(\frac{1}{4} \cdot 20 = 5{,}00\,\text{€}\); Material \(\frac{3}{10} \cdot 20 = 6{,}00\,\text{€}\).

Antwort

Der ursprüngliche Gesamtbetrag betrug \(20{,}00\,\text{€}\). Die Fachliteratur kostete \(5{,}00\,\text{€}\) und das Material \(6{,}00\,\text{€}\).
4244197
Zwei baugleiche Wassertanks enthalten zu Beginn die gleiche Menge Wasser. Aus dem ersten Tank wird Wasser mit einer Geschwindigkeit von \(10\,\text{l/min}\) abgepumpt, aus dem zweiten mit \(15\,\text{l/min}\). Die erste Pumpe lief insgesamt \(5\,\text{Minuten}\) länger als die zweite. Als beide Pumpen gestoppt wurden, befanden sich im ersten Tank noch \(50\,\text{l}\) und im zweiten Tank noch \(30\,\text{l}\) Wasser. Wie viele Liter Wasser waren ursprünglich in jedem der Tanks?

Denkanstöße

- Kannst du die unbekannte Laufzeit der zweiten Pumpe mit einem Buchstaben bezeichnen? - Wie lässt sich die Wassermenge, die aus einem Tank entnommen wurde, berechnen? - Überlege, wie du die Anfangsmenge eines Tanks aus der entnommenen Menge und dem Rest berechnest. - Was wissen wir über die Anfangsmengen der beiden Tanks im Vergleich zueinander? - Stelle eine Gleichung auf, in der die Anfangsmenge des ersten Tanks gleich der Anfangsmenge des zweiten Tanks gesetzt wird.

Lösung

1. Definition der Variable \(x\) für die Laufzeit der zweiten Pumpe in Minuten. 2. Aufstellen der Terme für die ursprüngliche Wassermenge in den Tanks: \(10(x + 5) + 50\) für den ersten Tank und \(15x + 30\) für den zweiten Tank. 3. Gleichsetzen der Terme aufgrund der identischen Anfangsmenge: \(10x + 50 + 50 = 15x + 30\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(10x + 100 = 15x + 30\). 5. Isolieren der Variable: \(70 = 5x \implies x = 14\). 6. Berechnung der Anfangsmenge durch Einsetzen von \(x = 14\) in einen der Terme: \(15 \cdot 14 + 30 = 210 + 30 = 240\). Die ursprüngliche Menge betrug \(240\,\text{l}\).

Antwort

In jedem Tank waren ursprünglich \(240\,\text{l}\) Wasser.
4268067
In einem Forschungsbecken befinden sich \(50\,\text{l}\) Salzwasser, in denen \(1{,}5\,\text{kg}\) Salz gelöst sind. Für ein Experiment wird jedoch eine geringere Konzentration von genau \(20\,\text{g}\) Salz pro Liter benötigt. Stelle eine Gleichung auf und berechne, wie viele Liter reines Wasser dem Becken hinzugefügt werden müssen, um diese Zielkonzentration zu erreichen.

Denkanstöße

- Achte darauf, alle Angaben in dieselbe Masseneinheit umzurechnen. - Welche Größe bleibt unverändert, wenn nur reines Wasser hinzugefügt wird? - Wie lautet das neue Gesamtvolumen, wenn \(x\) Liter Wasser hinzukommen? - Verknüpfe Zielkonzentration und neues Gesamtvolumen in einer Gleichung.

Lösung

1. Umrechnung der Einheiten: Die Salzmenge beträgt \(1{,}5\,\text{kg} = 1500\,\text{g}\). 2. Sei \(x\) die hinzuzufügende Wassermenge in Litern. Das neue Gesamtvolumen beträgt dann \((50 + x)\,\text{l}\). 3. Die Salzmenge bleibt unverändert. Für die Zielkonzentration gilt daher die Gleichung \(20 \cdot (50 + x) = 1500\). 4. Gleichung lösen: \(1000 + 20x = 1500\), also \(20x = 500\) und damit \(x = 25\).

Antwort

Eine passende Gleichung ist \(20 \cdot (50 + x) = 1500\). Es müssen \(25\,\text{l}\) reines Wasser hinzugefügt werden.
4280307
Ein Holzbalken mit einer Gesamtlänge von \(320\,\text{cm}\) wird in drei Stücke gesägt. Das zweite Stück ist genau \(20\,\text{cm}\) länger als das erste. Das dritte Stück ist genau doppelt so lang wie das zweite Stück. Bestimme die Länge der drei einzelnen Teilstücke.

Denkanstöße

- Versuche, die Länge des ersten Stücks als Basis für alle anderen Berechnungen zu nutzen. - Achte beim Aufstellen des Terms für das dritte Stück darauf, dass sich die Verdopplung auf das gesamte zweite Stück bezieht. - Wie sieht die Gleichung aus, wenn man alle drei Teilstücke addiert? - Vergiss nicht, am Ende zu prüfen, ob die Summe deiner drei Ergebnisse wirklich die Originallänge ergibt.

Lösung

1. Festlegen der Variablen \(x\) für die Länge des ersten Stücks in Zentimetern. 2. Aufstellen der Terme für die anderen Stücke: Das zweite Stück ist \(x + 20\), das dritte Stück ist \(2(x + 20)\). 3. Erstellen der Gleichung für die Gesamtlänge: \(x + (x + 20) + 2(x + 20) = 320\). 4. Auflösen der Klammer und Zusammenfassen der Terme: \(x + x + 20 + 2x + 40 = 320\), was zu \(4x + 60 = 320\) führt. 5. Isolieren der Variablen durch Subtraktion von \(60\): \(4x = 260\). 6. Division durch \(4\) ergibt \(x = 65\). 7. Berechnung der Teilstücke: 1. Stück = \(65\,\text{cm}\), 2. Stück = \(65 + 20 = 85\,\text{cm}\), 3. Stück = \(2 \cdot 85 = 170\,\text{cm}\).

Antwort

Das erste Stück ist \(65\,\text{cm}\), das zweite Stück \(85\,\text{cm}\) und das dritte Stück \(170\,\text{cm}\) lang.
4349197
In einem Regenwasser-Auffangbecken wird der Wasserstand über einen Zeitraum von 10 Stunden beobachtet. Das Diagramm zeigt die Höhe \(h\) des Wasserspiegels in Zentimetern in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) in Stunden. 1) Wie hoch steht das Wasser im Becken nach 6 Stunden? 2) Für wie viele Stunden blieb der Wasserstand unverändert? 3) Wie schnell stieg der Wasserspiegel (in \(\text{cm/h}\)) während der ersten zwei Stunden? 4) Zu welchem Zeitpunkt \(t\) betrug der Wasserstand beim Befüllen genau \(160\,\text{cm}\)?
Abbildung zur Aufgabe 434919

Denkanstöße

- Was bedeutet es für den Wasserstand, wenn der Graph im Diagramm fällt? - Du kannst die Änderungsrate (Steigung) berechnen, indem du die Differenz der Wasserstände durch die Differenz der Zeit teilst. - Schaue dir den Startwert bei \(t = 0\) genau an. - Überprüfe für die letzte Frage, in welchem Zeitabschnitt der Wasserstand von unter auf über \(160\,\text{cm}\) steigt.

Lösung

1. Der Zeitpunkt \(t = 6\,\text{h}\) liegt im linearen Bereich zwischen den Punkten \((4 \mid 100)\) und \((8 \mid 180)\). Die Steigungsrate beträgt \(\frac{180 - 100}{8 - 4} = 20\,\text{cm/h}\). Nach 6 Stunden (also 2 Stunden nach dem Start dieses Abschnitts) beträgt die Höhe \(h(6) = 100 + 2 \cdot 20 = 140\,\text{cm}\). 2. Ein unveränderter Wasserstand wird durch einen horizontalen Graphen dargestellt. Dies ist zwischen \(t = 2\) und \(t = 4\) der Fall. Die Dauer beträgt \(2\,\text{h}\). 3. In den ersten zwei Stunden steigt der Pegel von \(40\,\text{cm}\) auf \(100\,\text{cm}\). Die Änderungsrate ist \(\frac{100 - 40}{2} = 30\,\text{cm/h}\). 4. Der Pegel von \(160\,\text{cm}\) wird im zweiten Füllabschnitt (zwischen \(t = 4\) und \(t = 8\)) erreicht. Mit der Steigung von \(20\,\text{cm/h}\) gilt: \(100 + 20 \cdot (t - 4) = 160\). Daraus ergibt sich \(20 \cdot (t - 4) = 60\), also \(t - 4 = 3\). Der Zeitpunkt ist \(t = 7\,\text{h}\).

Antwort

1) Nach 6 Stunden steht das Wasser \(140\,\text{cm}\) hoch. 2) Der Wasserstand blieb für \(2\,\text{h}\) unverändert. 3) Der Wasserspiegel stieg mit einer Geschwindigkeit von \(30\,\text{cm/h}\). 4) Der Wasserstand betrug nach \(7\,\text{h}\) genau \(160\,\text{cm}\).
4119977
Zwei Freunde vergleichen ihr Erspartes. Lukas hat bereits \(85\,\text{€}\) in seiner Spardose und spart ab jetzt jeden Monat \(12\,\text{€}\) von seinem Taschengeld. Sarah hat \(205\,\text{€}\), muss aber monatlich \(8\,\text{€}\) für ihren Handyvertrag bezahlen, die sie von ihrem Ersparten nimmt. Nach wie vielen Monaten werden beide genau den gleichen Betrag besitzen? Wie viel Geld hat dann jeder von ihnen?

Denkanstöße

- Überlege, wie sich der Betrag bei Lukas und Sarah pro Monat verändert. Nimmt er zu oder ab? - Stelle für beide Personen einen Term auf, der den gesparten Betrag nach einer bestimmten Anzahl von Monaten angibt. - Verwende ein Gleichheitszeichen zwischen den beiden Formeln, um den Zeitpunkt des Gleichstands zu finden.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung mit \(x\) als Anzahl der Monate: \(85 + 12x = 205 - 8x\). 2. Zusammenfassen der Variablen durch Addition von \(8x\) auf beiden Seiten: \(85 + 20x = 205\). 3. Isolieren des Terms mit \(x\) durch Subtraktion von \(85\): \(20x = 120\). 4. Berechnung der Monate durch Division: \(x = 6\). 5. Berechnung des Endbetrags (Einsetzen in einen der Terme): \(85 + 12 \cdot 6 = 85 + 72 = 157\). 6. Nach 6 Monaten haben beide \(157\,\text{€}\).

Antwort

Nach 6 Monaten haben beide Freunde jeweils \(157\,\text{€}\).
4120097
Für die Schülerzeitung gestalten 3 Schüler in \(4\,\text{Stunden}\) insgesamt 12 Seiten. Für die nächste Ausgabe sind 18 Seiten geplant. Da ein Schüler krankheitsbedingt ausfällt, müssen die verbleibenden Schüler die Arbeit allein erledigen. Wie viele Stunden muss jeder der verbleibenden Schüler an der neuen Ausgabe arbeiten, wenn sie genauso schnell wie zuvor arbeiten?

Denkanstöße

- Wie viele Stunden Arbeit stecken in einer einzigen Seite? - Berechne zuerst, wie viele „Personenstunden“ insgesamt für die neue Seitenzahl nötig sind. - Wie viele Schüler sind am Ende tatsächlich noch da, um die Arbeit zu erledigen?

Lösung

1. Berechnung des Arbeitsaufwands für die ursprünglichen 12 Seiten: \(3\,\text{Schüler} \cdot 4\,\text{h} = 12\,\text{Personenstunden}\). 2. Bestimmung des Aufwands pro Seite: \(12\,\text{Personenstunden} : 12\,\text{Seiten} = 1\,\text{Personenstunde pro Seite}\). 3. Berechnung des Gesamtaufwands für 18 Seiten: \(18\,\text{Seiten} \cdot 1\,\text{h/Seite} = 18\,\text{Personenstunden}\). 4. Berechnung der Zeit pro Person bei 2 verbleibenden Schülern: \(18\,\text{h} : 2\,\text{Schüler} = 9\,\text{h}\).

Antwort

Jeder der verbleibenden zwei Schüler muss \(9\,\text{Stunden}\) arbeiten.
4120487
Ein Team aus 4 Programmierern benötigt für ein Softwareprojekt 30 Tage. Nach 12 Tagen wird entschieden, dass das Projekt beschleunigt werden muss. Die restliche Arbeit soll in nur noch 9 Tagen fertiggestellt werden. Dabei wird angenommen, dass alle Programmierer gleich schnell arbeiten und sich die Arbeit gleichmäßig aufteilen lässt. Wie viele Programmierer müssen ab dem 13. Tag insgesamt an dem Projekt arbeiten, damit der Termin eingehalten wird?

Denkanstöße

- Was bedeutet es für den Gesamtaufwand, wenn 4 Personen 30 Tage lang arbeiten? - Wie viel von der Arbeit ist nach 12 Tagen bereits erledigt? - Wenn für den Rest der Arbeit nur noch 9 Tage Zeit sind, wie viele Personen müssen dann gleichzeitig arbeiten?

Lösung

1. Berechnung des Gesamtaufwands für das Projekt in Personentagen: \(4 \cdot 30 = 120\,\text{Personentage}\). 2. Berechnung des in den ersten 12 Tagen bereits geleisteten Aufwands: \(12 \cdot 4 = 48\,\text{Personentage}\). 3. Berechnung des verbleibenden Aufwands: \(120 - 48 = 72\,\text{Personentage}\). 4. Aufstellen einer Gleichung für die benötigte Personenanzahl \(x\) für die restlichen 9 Tage: \(9x = 72\). 5. Lösung der Gleichung nach \(x\): \(x = 72 : 9 = 8\).

Antwort

Ab dem 13. Tag müssen insgesamt 8 Programmierer an dem Projekt arbeiten.
4122167
Die Umrechnung von Grad Fahrenheit in Grad Celsius erfolgt mit dem Term \(C = (F - 32) : 1{,}8\). a) Wenn die Temperatur in den USA um genau \(18\,^\circ\text{F}\) steigt, um wie viele Grad Celsius steigt sie dann? Begründe deine Antwort mithilfe des Terms. b) Gibt es eine Temperatur, bei der die Zahl auf der Celsius-Skala genau denselben Wert hat wie auf der Fahrenheit-Skala? Bestimme diese Temperatur durch systematisches Probieren oder durch Aufstellen einer Gleichung.

Denkanstöße

- Für Aufgabenteil a): Wähle zwei beliebige Fahrenheit-Werte, die einen Unterschied von 18 haben, und berechne die Celsius-Werte. Was stellst du fest? - Für Aufgabenteil b): Du suchst eine Zahl, die man in den Term einsetzen kann, sodass am Ende genau dieselbe Zahl wieder herauskommt.

Lösung

1. Temperaturänderung: Eine Änderung um \(18\,^\circ\text{F}\) entspricht im Term einer Änderung des Wertes in der Klammer um \(18\). Da diese Differenz durch \(1{,}8\) geteilt wird, ergibt sich \(18 : 1{,}8 = 10\). Die Temperatur steigt also um \(10\,^\circ\text{C}\). 2. Fixpunkt-Gleichung: Gesucht ist ein Wert \(x\), für den gilt: \(x = (x - 32) : 1{,}8\). 3. Auflösen der Gleichung: Multiplikation mit \(1{,}8\) ergibt \(1{,}8x = x - 32\). Subtraktion von \(x\) führt zu \(0{,}8x = -32\). 4. Endergebnis: Division durch \(0{,}8\) ergibt \(x = -32 : 0{,}8 = -40\). Bei \(-40\) haben beide Temperaturskalen denselben Zahlenwert.

Antwort

a) Die Temperatur steigt um \(10\,^\circ\text{C}\). Begründung: Da die Fahrenheit-Differenz durch \(1{,}8\) geteilt wird, führt ein Zuwachs von \(18\) zu einem Zuwachs von \(10\) bei den Celsius-Graden. b) Der gemeinsame Zahlenwert ist \(-40\). Es gilt: \(-40\,^\circ\text{C} = -40\,^\circ\text{F}\).
4125557
Löse die etwas komplexeren Zahlenrätsel: a) Wenn man ein Viertel einer Zahl nimmt und \(0{,}5\) addiert, erhält man dasselbe, wie wenn man die Zahl verdoppelt und \(3\) subtrahiert. b) Das Dreifache der Summe aus einer Zahl und \(4\) ist um \(2\) kleiner als das Fünffache der Zahl. Wie lautet diese Zahl?

Denkanstöße

- Achte bei b) besonders auf den Begriff „Summe“ – hier musst du eine Klammer setzen. - Kannst du Brüche in Dezimalzahlen umwandeln, um leichter zu rechnen? - Überlege dir genau, auf welcher Seite der Gleichung du etwas abziehen oder dazurechnen musst, wenn ein Wert „kleiner als“ ein anderer ist.

Lösung

1. Gleichung für a): \(\frac{1}{4}x + 0{,}5 = 2x - 3\). Multiplikation der gesamten Gleichung mit \(4\) zur Nennerbeseitigung: \(x + 2 = 8x - 12\). Subtraktion von \(x\) ergibt \(2 = 7x - 12\). Addition von \(12\) ergibt \(14 = 7x\). Division durch \(7\) ergibt \(x = 2\). 2. Gleichung für b): \(3(x + 4) = 5x - 2\). Auflösen der Klammer: \(3x + 12 = 5x - 2\). Subtraktion von \(3x\) ergibt \(12 = 2x - 2\). Addition von \(2\) ergibt \(14 = 2x\). Division durch \(2\) ergibt \(x = 7\).

Antwort

a) \(x = 2\) b) \(x = 7\)
4125707
Ein großer Wasserbehälter enthält \(450\,\text{Liter}\) Wasser. Durch ein Leck fließen pro Minute \(15\,\text{Liter}\) ab. Gleichzeitig beginnt man, einen zweiten, anfangs leeren Behälter mit einer Rate von \(25\,\text{Litern}\) pro Minute zu füllen. a) Berechne den Zeitpunkt, zu dem beide Behälter exakt die gleiche Wassermenge enthalten. b) Wie viel Wasser befindet sich zu diesem Zeitpunkt in den Behältern? c) Erkläre ohne Rechnung, warum die Wassermenge im zweiten Behälter nach diesem Zeitpunkt immer größer sein wird als im ersten.

Denkanstöße

- Stelle für jeden Behälter eine Formel auf. Beachte, ob Wasser dazu- oder wegkommt. - Wie rechnet man \(0{,}25\) Minuten in Sekunden um? - Stell dir vor, du zeichnest die Füllstände in ein Koordinatensystem. Was passiert nach dem Treffpunkt der Linien? - Was passiert mit dem Abstand der Wassermengen, wenn eine Menge steigt und die andere gleichzeitig sinkt?

Lösung

1. Aufstellen der Terme für die Wassermengen nach \(t\) Minuten: Behälter 1: \(450 - 15t\); Behälter 2: \(25t\). 2. Gleichsetzen: \(450 - 15t = 25t\). 3. Lösen der Gleichung: Addiere \(15t\) auf beiden Seiten ergibt \(450 = 40t\). Division durch \(40\) ergibt \(t = 11{,}25\). Der Zeitpunkt ist nach \(11{,}25\) Minuten. 4. Berechnung der Menge: \(25 \cdot 11{,}25 = 281{,}25\). Es befinden sich \(281{,}25\,\text{Liter}\) in den Behältern. 5. Begründung: Da die Wassermenge im ersten Behälter stetig abnimmt und im zweiten Behälter stetig zunimmt, entfernt sich der Wert des zweiten Behälters nach dem Schnittpunkt immer weiter nach oben, während der erste weiter sinkt.

Antwort

a) Nach \(11{,}25\) Minuten (bzw. \(11\) Minuten und \(15\) Sekunden) ist die Wassermenge gleich. b) Es befinden sich dann \(281{,}25\,\text{Liter}\) Wasser in jedem Behälter. c) Da die Menge im ersten Behälter sinkt und im zweiten Behälter steigt, wird der Unterschied nach dem Gleichstand immer größer; der zweite Behälter „überholt“ den ersten dauerhaft.
4125737
Die Summe der Alter von Opa Heinz und seiner Enkelin Marie beträgt heute \(60\) Jahre. Opa Heinz ist aktuell genau \(5\)-mal so alt wie Marie. a) Ermittle das heutige Alter von Marie und Opa Heinz mithilfe einer Gleichung. b) Marie sagt: „In einigen Jahren wirst du nur noch dreimal so alt sein wie ich.“ Berechne, in wie vielen Jahren das der Fall sein wird.

Denkanstöße

- Kannst du das Alter von Marie als \(x\) bezeichnen? Wie sieht dann das Alter des Opas aus? - Stelle zuerst eine Gleichung für die Summe der beiden Alter auf, um ihr aktuelles Alter zu finden. - Wenn du die heutigen Alter kennst, kannst du eine neue Gleichung für die Zukunft aufstellen. - Vergiss nicht, dass beide Personen in der Zukunft um die gleiche Anzahl an Jahren älter geworden sind.

Lösung

1. Variable \(x\) für Maries Alter festlegen. Dann ist das Alter des Opas \(5x\). 2. Gleichung für die Summe aufstellen: \(x + 5x = 60\). 3. Lösen: \(6x = 60 \Rightarrow x = 10\). Marie ist \(10\) Jahre alt, Opa Heinz ist \(50\) Jahre alt. 4. Variable \(y\) für die Jahre in der Zukunft festlegen. Gleichung aufstellen: \(50 + y = 3(10 + y)\). 5. Klammer auflösen und nach \(y\) auflösen: \(50 + y = 30 + 3y \Rightarrow 20 = 2y \Rightarrow y = 10\).

Antwort

a) Marie ist heute \(10\) Jahre alt und Opa Heinz ist \(50\) Jahre alt. b) Das wird in \(10\) Jahren der Fall sein.
4125857
Zwei Kerzen werden gleichzeitig angezündet. Kerze A ist \(20\,\text{cm}\) hoch und brennt pro Stunde um \(1{,}5\,\text{cm}\) ab. Kerze B ist \(15\,\text{cm}\) hoch und brennt pro Stunde um \(0{,}5\,\text{cm}\) ab. a) Nach wie vielen Stunden sind die Kerzen gleich hoch? b) Welche Höhe haben sie zu diesem Zeitpunkt? c) Welche Kerze ist nach insgesamt 7 Stunden Brenndauer höher? Begründe deine Antwort.

Denkanstöße

- Erstelle für jede Kerze einen Term, der die Höhe nach einer bestimmten Zeit \(t\) beschreibt. - Beachte, dass die Kerzen beim Brennen kleiner werden. Welches Rechenzeichen passt dazu? - Wenn du den Zeitpunkt für die gleiche Höhe gefunden hast, wie kannst du daraus die tatsächliche Höhe berechnen? - Was passiert mit dem Höhenunterschied, nachdem der Zeitpunkt des Gleichstands überschritten wurde?

Lösung

1. Aufstellen der Höhenterme nach \(t\) Stunden: Kerze A: \(20 - 1{,}5t\); Kerze B: \(15 - 0{,}5t\). 2. Gleichsetzen der Terme für Teilaufgabe a): \(20 - 1{,}5t = 15 - 0{,}5t\). 3. Addition von \(1{,}5t\): \(20 = 15 + t\). 4. Subtraktion von 15: \(t = 5\). Ergebnis für a): Nach \(5\,\text{Stunden}\). 5. Berechnung der Resthöhe für Teilaufgabe b): \(20 - 1{,}5 \cdot 5 = 20 - 7{,}5 = 12{,}5\). Die Höhe beträgt \(12{,}5\,\text{cm}\). 6. Berechnung der Höhen nach \(7\,\text{Stunden}\) für Teilaufgabe c): Kerze A: \(20 - 1{,}5 \cdot 7 = 9{,}5\,\text{cm}\). Kerze B: \(15 - 0{,}5 \cdot 7 = 11{,}5\,\text{cm}\). Kerze B ist höher, da sie langsamer abbrennt und den Vorsprung von Kerze A nach 5 Stunden bereits wettgemacht hat.

Antwort

a) Die Kerzen sind nach 5 Stunden gleich hoch. b) Die Höhe beträgt zu diesem Zeitpunkt \(12{,}5\,\text{cm}\). c) Nach 7 Stunden ist Kerze B höher (\(11{,}5\,\text{cm}\)) als Kerze A (\(9{,}5\,\text{cm}\)).
4125887
Frau Müller ist heute viermal so alt wie ihre Tochter Leonie. In 6 Jahren wird Frau Müller nur noch dreimal so alt sein wie Leonie zu diesem Zeitpunkt. Wie alt sind die beiden heute?

Denkanstöße

- Wie alt sind die beiden Personen in 6 Jahren, wenn man ihr heutiges Alter als Platzhalter nimmt? - Kannst du eine Gleichung aufstellen, die den Zusammenhang in der Zukunft beschreibt? - Achte darauf, dass sich das Alter bei beiden Personen um die gleiche Anzahl an Jahren ändert. - Versuche, das Alter der Mutter durch das Alter der Tochter auszudrücken.

Lösung

1. Sei \(L\) das heutige Alter von Leonie und \(M\) das heutige Alter von Frau Müller. 2. Erste Bedingung (heute): \(M = 4L\). 3. Zweite Bedingung (in 6 Jahren): \(M + 6 = 3(L + 6)\). 4. Einsetzen der ersten Gleichung in die zweite: \(4L + 6 = 3(L + 6)\). 5. Klammer auflösen: \(4L + 6 = 3L + 18\). 6. Nach \(L\) auflösen: \(L = 12\). 7. Berechnung von \(M\): \(M = 4 \cdot 12 = 48\).

Antwort

Leonie ist heute 12 Jahre alt und Frau Müller ist 48 Jahre alt.
4126157
In einer Schulbibliothek werden neue Bücher einsortiert. \(\frac{1}{2}\) der Bücher sind Romane, \(\frac{1}{5}\) sind Sachbücher und \(\frac{1}{8}\) sind Comics. Die restlichen \(63\) Bücher sind Kinderbücher. Stelle eine Gleichung auf, um die Gesamtzahl der neuen Bücher \(x\) zu bestimmen, und löse diese. Erkläre kurz, was der Wert des Ausdrucks \(1 - (\frac{1}{2} + \frac{1}{5} + \frac{1}{8})\) im Zusammenhang mit dieser Aufgabe bedeutet.

Denkanstöße

- Wie würdest du den Anteil der Kinderbücher berechnen, wenn du nur die Anteile der anderen Bucharten kennst? - Was bedeutet das „Ganze“ in dieser Aufgabe ausgedrückt als Zahl? - Versuche zuerst, alle Anteile auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen, um sie besser vergleichen und verrechnen zu können.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung: \(x \cdot (1 - (\frac{1}{2} + \frac{1}{5} + \frac{1}{8})) = 63\) oder \(x - \frac{1}{2} \cdot x - \frac{1}{5} \cdot x - \frac{1}{8} \cdot x = 63\) 2. Darstellung der Brüche mit dem Hauptnenner \(40\): \(\frac{20}{40} + \frac{8}{40} + \frac{5}{40} = \frac{33}{40}\) 3. Berechnung des Restanteils: \(1 - \frac{33}{40} = \frac{7}{40}\). 4. Lösen der Gleichung \(\frac{7}{40} \cdot x = 63\): \(x = 63 \cdot \frac{40}{7}\) 5. Berechnung des Ergebnisses: \(x = 9 \cdot 40 = 360\) 6. Interpretation des Ausdrucks: Er stellt den Anteil der Kinderbücher an der Gesamtzahl aller neuen Bücher dar.

Antwort

Die Gleichung lautet \(\frac{7}{40} \cdot x = 63\) (oder eine äquivalente Form). Die Gesamtzahl der Bücher beträgt \(x = 360\). Der Ausdruck \(1 - (\frac{1}{2} + \frac{1}{5} + \frac{1}{8})\) gibt den Anteil der Kinderbücher an der Gesamtmenge an.
4148627
Eine zweistellige Zahl ist um 6 kleiner als das Siebenfache ihrer Quersumme. Zudem ist bekannt, dass die Zehnerziffer um 2 größer ist als die Einerziffer. Bestimme die Zahl und überprüfe dein Ergebnis.

Denkanstöße

- Übersetze die Sätze Schritt für Schritt in mathematische Ausdrücke. - Was bedeutet „das Siebenfache der Quersumme“? - Wie kannst du die Information nutzen, dass eine Ziffer um einen bestimmten Wert größer ist als die andere? - Vergiss am Ende nicht die Probe, um sicherzustellen, dass beide Bedingungen des Rätsels erfüllt sind.

Lösung

1. Sei \(t\) die Zehnerziffer und \(u\) die Einerziffer. Die Zahl ist \(10t + u\). 2. Bedingung für die Ziffern: \(t = u + 2\). 3. Bedingung für den Wert: \(10t + u = 7(t + u) - 6\). 4. Einsetzen von \(t = u + 2\) in die Wertgleichung: \(10(u + 2) + u = 7(u + 2 + u) - 6\). 5. Ausmultiplizieren: \(10u + 20 + u = 7(2u + 2) - 6\). 6. Zusammenfassen: \(11u + 20 = 14u + 14 - 6 \Rightarrow 11u + 20 = 14u + 8\). 7. Ordnen der Terme: \(12 = 3u\). 8. Berechnung der Einerziffer: \(u = 4\). 9. Berechnung der Zehnerziffer: \(t = 4 + 2 = 6\). 10. Die Zahl ist 64. 11. Überprüfung: Quersumme ist \(6 + 4 = 10\). \(7 \cdot 10 - 6 = 70 - 6 = 64\). Die Bedingung \(6 = 4 + 2\) ist ebenfalls erfüllt.

Antwort

Die Zahl lautet 64.
4224867
Ein Schäfer wird nach der Größe seiner Herde gefragt. Er antwortet: „Wenn ich meine Herde verdreifache, anschließend ein Viertel der ursprünglichen Anzahl verkaufe und dann noch \(2\) Schafe geschenkt bekomme, hätte ich genau \(68\) Schafe.“ a) Bestimme die Anzahl der Schafe durch Aufstellen und Lösen einer Gleichung. b) Ein Lehrling behauptet, der Schäfer müsse sich geirrt haben, da man bei Rechnungen mit Vierteln oft auf „halbe Schafe“ käme, was bei Tieren keinen Sinn ergibt. Prüfe, ob der Lehrling in diesem speziellen Fall recht hat.

Denkanstöße

- Was bedeutet „verdreifachen“ und „ein Viertel abziehen“ für deine Variable? - Achte darauf, dass alle Anteile sich auf die ursprüngliche Anzahl beziehen. - Wann wäre eine Lösung im Zusammenhang mit Tieren unlogisch? - Überprüfe dein Ergebnis: Ist die berechnete Anzahl eine ganze Zahl?

Lösung

1. Variable definieren: \(x\) sei die Anzahl der Schafe. 2. Gleichung aufstellen: \(3x - \frac{1}{4}x + 2 = 68\). 3. Zusammenfassen der \(x\)-Terme: \(2{,}75x + 2 = 68\). 4. Umformen nach \(x\): \(2{,}75x = 66\). 5. Division durch \(2{,}75\): \(x = 24\). 6. Prüfung des Kontexts: Da \(24\) eine ganze Zahl ist und auch ein Viertel davon (\(6\)) eine ganze Zahl ergibt, ist das Ergebnis im Sachkontext sinnvoll. Der Lehrling hat nicht recht.

Antwort

a) Es sind \(24\) Schafe. b) Der Lehrling hat nicht recht, da die Rechnung eine ganze Anzahl an Schafen (\(24\)) ergibt und auch der Verkauf eines Viertels (\(6\) Schafe) möglich ist.
4225147
Die Summe zweier Zahlen beträgt 100. Verringert man die größere Zahl um 10, so ist das Ergebnis genau doppelt so groß wie die kleinere Zahl. a) Berechne die beiden ursprünglichen Zahlen. b) Die Summe der Zahlen soll weiterhin 100 betragen. Wenn man die größere Zahl um 10 verringert, soll sie nun das Dreifache der kleineren Zahl sein. Muss die größere Zahl dafür im Vergleich zu Aufgabenteil a) größer oder kleiner werden? Begründe deine Antwort.

Denkanstöße

- Wie kannst du die größere Zahl ausdrücken, wenn du die kleinere Zahl \(y\) nennst und ihre Summe kennst? - Was bedeutet „doppelt so groß“ mathematisch? - Überlege für Teil b), was passiert, wenn ein Teil eines Ganzen (der Summe) einen größeren Faktor in einer Gleichung ausgleichen muss. - Du kannst Teil b) auch lösen, indem du die neuen Werte kurz berechnest und vergleichst.

Lösung

1. Festlegen der Variablen: \(y\) für die kleinere Zahl und \(100 - y\) für die größere Zahl 2. Aufstellen der Gleichung gemäß der Bedingung: \((100 - y) - 10 = 2y\) 3. Vereinfachen der Gleichung: \(90 - y = 2y \Rightarrow 90 = 3y\) 4. Lösung für die kleinere Zahl: \(y = 30\) 5. Berechnung der größeren Zahl: \(100 - 30 = 70\) 6. Analyse für Teil b): Die Bedingung \(90 - y = 3y\) führt zu \(4y = 90\), also \(y = 22{,}5\). Da die kleinere Zahl sinkt, muss die größere Zahl steigen (\(100 - 22{,}5 = 77{,}5\)), um die Summe 100 konstant zu halten.

Antwort

a) Die Zahlen lauten 70 und 30. b) Die größere Zahl muss größer werden (\(77{,}5\)), weil bei unveränderter Summe die kleinere Zahl abnimmt und die größere Zahl entsprechend zunimmt.
4231667
Das Produkt zweier aufeinanderfolgender ungerader Zahlen ist um 48 kleiner als das Produkt der nächsten beiden aufeinanderfolgenden ungeraden Zahlen. Wie lauten diese vier Zahlen?

Denkanstöße

- Wenn \(x\) eine ungerade Zahl ist, wie groß ist dann der Abstand zur nächsten ungeraden Zahl? - Stelle für beide Paare jeweils einen Term für ihr Produkt auf. - Schreibe die Differenz dieser beiden Produkte als Gleichung auf. - Keine Sorge wegen der Terme mit \(x^2\) – achte darauf, was mit ihnen passiert, wenn du die Subtraktion durchführst.

Lösung

1. Sei \(x\) die erste ungerade Zahl. Die darauf folgenden ungeraden Zahlen sind \(x + 2\), \(x + 4\) und \(x + 6\). 2. Aufstellen der Gleichung basierend auf der Differenz der Produkte: \((x + 4) \cdot (x + 6) - x \cdot (x + 2) = 48\). 3. Ausmultiplizieren der Klammerterme: \((x^2 + 6x + 4x + 24) - (x^2 + 2x) = 48\). 4. Vereinfachen des Terms durch Zusammenfassen: \(x^2 + 10x + 24 - x^2 - 2x = 48\). 5. Die quadratischen Terme \(x^2\) heben sich auf, es bleibt: \(8x + 24 = 48\). 6. Lösen der linearen Gleichung: \(8x = 24 \implies x = 3\). 7. Bestimmung der vier Zahlen: 3, 5, 7 und 9.

Antwort

Die vier Zahlen lauten 3, 5, 7 und 9.
4239927
Zwei Behälter enthalten Wasser. In Behälter 1 befinden sich \(10\,\text{l}\) mehr als in Behälter 2. Wenn man \(5\,\text{l}\) Wasser aus Behälter 2 in Behälter 1 umgießt, enthält Behälter 1 genau dreimal so viel Wasser wie Behälter 2. a) Berechne die Wassermenge, die ursprünglich in jedem der beiden Behälter war. b) Wenn \(x\) die ursprüngliche Wassermenge in Behälter 2 beschreibt, erkläre die Bedeutung des Terms \((x - 5)\) im Sachzusammenhang.

Denkanstöße

- Beginne damit, die Mengen beider Behälter mithilfe einer Variablen \(x\) zu beschreiben. - Was passiert mit der Wassermenge in Behälter 1, wenn Wasser aus Behälter 2 hinzugefügt wird? - Achte bei der Gleichung darauf, welches Vielfache (hier das Dreifache) auf welche Seite der Gleichung gehört, damit die Waage im Gleichgewicht ist. - Was gibt ein Subtraktionsterm wie \((x - 5)\) allgemein an, wenn \(x\) ein Startwert ist?

Lösung

1. Festlegen der Variablen: \(x\) ist die Menge in Behälter 2. Behälter 1 enthält \(x + 10\). 2. Mengen nach dem Umgießen: Behälter 2 hat \(x - 5\), Behälter 1 hat \((x + 10) + 5 = x + 15\). 3. Aufstellen der Gleichung für das neue Verhältnis: \(x + 15 = 3(x - 5)\). 4. Lösen der Gleichung: \(x + 15 = 3x - 15\). Durch Umformen erhält man \(2x = 30\), also \(x = 15\). 5. Berechnung der Menge für Behälter 1: \(15 + 10 = 25\). 6. Interpretation des Terms: Der Term \((x - 5)\) stellt die Wassermenge dar, die nach dem Umgießen noch in Behälter 2 vorhanden ist.

Antwort

a) Ursprünglich waren in Behälter 1 \(25\,\text{l}\) und in Behälter 2 \(15\,\text{l}\) Wasser. b) Der Term \((x - 5)\) beschreibt die Wassermenge in Litern, die nach der Entnahme von \(5\,\text{l}\) in Behälter 2 verbleibt.
4239987
In einer Schule gibt es zwei Computerräume. Im Raum Alpha stehen doppelt so viele Laptops wie im Raum Beta. Für eine Projektwoche werden 9 Laptops aus Raum Alpha in den Raum Beta gebracht. Danach befinden sich im Raum Beta \(\frac{4}{5}\) der Anzahl an Laptops, die nun noch im Raum Alpha verblieben sind. Berechne die ursprüngliche Anzahl der Laptops in beiden Räumen. Begründe kurz, warum sich die Gesamtzahl aller Laptops durch das Umstellen nicht verändert hat.

Denkanstöße

- Versuche, die unbekannte Anzahl der Laptops in einem Raum als Variable zu bezeichnen. - Wie viele Laptops sind nach dem Umstellen in jedem Raum? Schreibe dies als Rechenausdruck auf. - Das Wort „Anteil“ oder der Bruch weist auf eine multiplikative Beziehung zwischen den beiden neuen Mengen hin. - Wurden Laptops von außen hinzugefügt oder aus der Schule entfernt?

Lösung

1. Definition der Unbekannten: \(x\) ist die Anzahl der Laptops in Raum Beta, \(2x\) ist die Anzahl in Raum Alpha. 2. Aufstellen der Gleichung nach dem Transfer von 9 Geräten: \(x + 9 = \frac{4}{5}(2x - 9)\). 3. Multiplikation der gesamten Gleichung mit 5 zur Beseitigung des Bruchs: \(5x + 45 = 4(2x - 9)\). 4. Ausmultiplizieren der Klammer: \(5x + 45 = 8x - 36\). 5. Ordnen der Terme: \(81 = 3x\). 6. Lösung für Raum Beta: \(x = 27\). 7. Lösung für Raum Alpha: \(2 \cdot 27 = 54\). 8. Begründung zur Gesamtzahl: Da die Laptops nur innerhalb der Schule verschoben wurden (interner Transfer), bleibt die Summe der Geräte (\(54 + 27 = 81\)) konstant.

Antwort

Ursprünglich waren 54 Laptops in Raum Alpha und 27 Laptops in Raum Beta. Die Gesamtzahl bleibt gleich, da die Geräte lediglich den Standort gewechselt haben und keine Laptops hinzugefügt oder entfernt wurden.
4240027
Zwei digitale Fotoalben enthalten Bilder. Album A enthält viermal so viele Fotos wie Album B. Verschiebt man 12 Fotos von Album A nach Album B, so hat Album A danach genau doppelt so viele Fotos wie Album B. Wie viele Fotos müssten insgesamt von Album A nach Album B verschoben werden (ausgehend vom ursprünglichen Zustand), damit in beiden Alben die gleiche Anzahl an Fotos vorhanden ist?

Denkanstöße

- Finde zuerst heraus, wie viele Fotos am Anfang in jedem Album waren. - Was passiert mit der Gesamtzahl aller Fotos, wenn du sie nur zwischen den Alben verschiebst? - Wenn beide Alben am Ende gleich viele Fotos haben sollen, wie viele Fotos sind das bei der berechneten Gesamtzahl? - Wie viele Fotos fehlen dann im kleineren Album noch bis zu dieser Zielzahl?

Lösung

1. Variable festlegen: Sei \(b\) die Anzahl der Fotos in Album B, dann hat Album A am Anfang \(4b\) Fotos. 2. Gleichung für die erste Verschiebung aufstellen: \(4b - 12 = 2(b + 12)\). 3. Gleichung lösen: \(4b - 12 = 2b + 24 \Rightarrow 2b = 36 \Rightarrow b = 18\). 4. Anfangsbestände berechnen: Album B hat 18 Fotos, Album A hat \(4 \cdot 18 = 72\) Fotos. 5. Gesamtanzahl und Zielzustand bestimmen: Insgesamt sind es \(72 + 18 = 90\) Fotos. Bei Gleichstand hätte jedes Album \(90 : 2 = 45\) Fotos. 6. Benötigte Verschiebung berechnen: Von 72 Fotos in Album A müssen so viele weg, dass 45 übrig bleiben: \(72 - 45 = 27\).

Antwort

Es müssten insgesamt 27 Fotos von Album A nach Album B verschoben werden.
4240087
In einem Schulchor stehen die Anzahlen der Jungen und Mädchen im Verhältnis \(3 : 7\). Nachdem \(8\) Jungen neu zum Chor dazugekommen sind und gleichzeitig \(4\) Mädchen den Chor verlassen haben, stehen die Anzahlen im Verhältnis \(1 : 2\). Wie viele Jungen und wie viele Mädchen waren anfangs im Chor?

Denkanstöße

- Überlege dir, wie du die Anzahl der Jungen und Mädchen mit einer Unbekannten ausdrücken kannst, wenn das Verhältnis bekannt ist. - Achte darauf, ob Personen dazukommen oder gehen – wie ändert das deine Terme? - Ein Verhältnis von \(1 : 2\) bedeutet, dass eine Gruppe genau doppelt so groß ist wie die andere. - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der die beiden neuen Mengen zueinander in Beziehung gesetzt werden?

Lösung

1. Definition der Ausgangsmengen mit dem Faktor \(x\): Jungen = \(3x\), Mädchen = \(7x\). 2. Modellierung der Änderung: Jungen neu = \(3x + 8\), Mädchen neu = \(7x - 4\). 3. Aufstellen der Gleichung für das neue Verhältnis: \(\frac{3x + 8}{7x - 4} = \frac{1}{2}\). 4. Umformen der Gleichung: \(2 \cdot (3x + 8) = 1 \cdot (7x - 4)\). 5. Auflösen der Klammern und Isolieren von \(x\): \(6x + 16 = 7x - 4 \Rightarrow x = 20\). 6. Berechnung der gesuchten Werte: Jungen = \(3 \cdot 20 = 60\), Mädchen = \(7 \cdot 20 = 140\).

Antwort

Anfangs waren \(60\) Jungen und \(140\) Mädchen im Chor.
4241227
In einem Schulgarten wird die Fläche für verschiedene Zwecke genutzt: \(\frac{2}{7}\) der Fläche sind für Blumenbeete vorgesehen und genau die Hälfte der Gesamtfläche wird für den Gemüseanbau genutzt. Der Rest der Fläche besteht aus einem gepflasterten Weg. Dieser Weg ist genau \(30\,\text{m}^2\) kleiner als die Fläche der Blumenbeete. a) Welchen Anteil an der Gesamtfläche nimmt der Weg ein? b) Berechne die Gesamtfläche des Schulgartens in Quadratmetern.

Denkanstöße

- Bestimme zuerst, welcher Bruchteil des Gartens für den Weg übrig bleibt, wenn du die anderen Anteile vom Ganzen abziehst. - Stelle eine Beziehung zwischen der Fläche des Weges und der Fläche der Blumenbeete her. - Was bedeutet es mathematisch, wenn eine Fläche um einen bestimmten Wert kleiner ist als eine andere? - Nutze eine Variable für die gesamte Gartenfläche, um die Informationen in eine Gleichung zu übersetzen.

Lösung

1. Berechnung des Anteils für den Weg: \(1 - \frac{2}{7} - \frac{1}{2} = \frac{14}{14} - \frac{4}{14} - \frac{7}{14} = \frac{3}{14}\). 2. Variable festlegen: Sei \(x\) die Gesamtfläche des Gartens in \(\text{m}^2\). 3. Ausdruck für die Flächeninhalte aufstellen: Blumenbeetfläche ist \(\frac{2}{7}x\), Wegfläche ist \(\frac{3}{14}x\). 4. Gleichung basierend auf der Differenz aufstellen: \(\text{Wegfläche} = \text{Blumenbeetfläche} - 30\). 5. Einsetzen der Terme: \(\frac{3}{14}x = \frac{2}{7}x - 30\). 6. Gleichung umformen (Brüche gleichnamig machen): \(\frac{3}{14}x = \frac{4}{14}x - 30\). 7. Nach \(x\) auflösen: \(30 = \frac{4}{14}x - \frac{3}{14}x = \frac{1}{14}x\). 8. Ergebnis: \(x = 30 \cdot 14 = 420\).

Antwort

a) Der Weg nimmt \(\frac{3}{14}\) der Gesamtfläche ein. b) Die Gesamtfläche des Schulgartens beträgt \(420\,\text{m}^2\).
4241237
Eine Aushilfe arbeitet für eine vereinbarte Arbeitszeit von insgesamt 8 Wochen in einem kleinen Laden. Dafür soll sie einen Lohn von \(420\,\text{€}\) und ein Tablet erhalten. Nach 5 Wochen muss sie die Arbeit jedoch vorzeitig beenden. Die Vergütung wird proportional zur Arbeitszeit berechnet: Die Aushilfe erhält \(60\,\text{€}\) in bar und darf das Tablet behalten. Wie viel Euro ist das Tablet in dieser Rechnung wert?

Denkanstöße

- Kannst du ausdrücken, wie viel die Aushilfe pro Woche insgesamt in Form von Geld und Tablet erhalten hätte? - Wie viel hätte sie nach dieser Rechnung in 5 Wochen insgesamt erhalten? - Stelle eine Gleichung auf, in der der Wert für 5 Wochen auf zwei Arten beschrieben wird. - Überlege dir eine Variable für den unbekannten Wert des Gegenstands.

Lösung

1. Definition der Variable \(x\) für den Wert des Tablets in Euro. 2. Aufstellen des Gesamtwerts der Vergütung für 8 Wochen: \(x + 420\). 3. Berechnung des Werts für eine Woche: \(\frac{x + 420}{8}\). 4. Aufstellen des Werts für die geleisteten 5 Wochen: \(5 \cdot \frac{x + 420}{8}\). 5. Gleichsetzen mit dem tatsächlich erhaltenen Wert: \(\frac{5 \cdot (x + 420)}{8} = x + 60\). 6. Lösen der Gleichung: \(5x + 2100 = 8 \cdot (x + 60)\) \(5x + 2100 = 8x + 480\) \(1620 = 3x\) \(x = 540\). Das Tablet hat einen Wert von \(540\,\text{€}\).

Antwort

Das Tablet ist \(540\,\text{€}\) wert.
4241267
In einem Jugendzentrum wählen die Jugendlichen ihre Freizeitaktivitäten für den Nachmittag. Ein Drittel der Jugendlichen entscheidet sich für die Kochgruppe. Genau \(25\,\%\) aller Jugendlichen wählen die Werkstatt. Die Anzahl derer, die sich für die Tanzgruppe anmelden, entspricht dem Dreifachen der Differenz zwischen der Größe der Kochgruppe und der Werkstattgruppe. Die restlichen 10 Jugendlichen spielen Tischtennis. a) Stelle eine Gleichung auf, mit der die Gesamtzahl der Jugendlichen \(x\) berechnet werden kann. b) Berechne, wie viele Jugendliche sich insgesamt im Zentrum befinden.

Denkanstöße

- Wie kannst du Prozentangaben und Brüche einheitlich in einer Gleichung schreiben? - Welche Gruppe ist größer – die Kochgruppe oder die Werkstatt? Das hilft dir bei der Differenz. - Wenn du alle Gruppen zusammenzählst, was muss als Ergebnis herauskommen? - Kannst du die Gleichung vereinfachen, bevor du den Hauptnenner suchst?

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) ist die Gesamtzahl der Jugendlichen. 2. Übersetzung der Anteile in Terme: Kochen: \(\frac{1}{3}x\); Werkstatt: \(0{,}25x = \frac{1}{4}x\). 3. Term für die Tanzgruppe: \(3\left(\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x\right)\). 4. Aufstellen der Gleichung: \(x = \frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 3\left(\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x\right) + 10\). 5. Vereinfachen der Gleichung: \(x = \frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + x - \frac{3}{4}x + 10\). 6. Zusammenfassen der Terme mit \(x\): \(0 = \frac{1}{3}x - \frac{2}{4}x + 10\), was zu \(0 = \frac{1}{3}x - \frac{1}{2}x + 10\) führt. 7. Umformen und Hauptnenner bilden: \(\frac{1}{2}x - \frac{1}{3}x = 10 \Rightarrow \frac{3}{6}x - \frac{2}{6}x = 10\). 8. Lösung der Gleichung: \(\frac{1}{6}x = 10 \Rightarrow x = 60\).

Antwort

a) Eine mögliche Gleichung ist \(x = \frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 3(\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x) + 10\). b) Es sind insgesamt 60 Jugendliche im Zentrum.
4241307
Eine Wandergruppe plant eine Route über drei Tage. Am ersten Tag bewältigen sie \(\frac{2}{5}\) der gesamten Strecke. Am zweiten Tag legen sie \(\frac{1}{3}\) der Strecke zurück, die nach dem ersten Tag noch übrig war. Am dritten Tag wandern sie die restlichen \(12\,\text{km}\). Berechne die Gesamtlänge der Tour und bestimme durch Vergleich der Tagesstrecken, an welchen Tagen die Gruppe die gleiche Distanz zurückgelegt hat.

Denkanstöße

- Überlege zuerst, wie viel der Strecke nach dem ersten Tag noch zu wandern ist. - Welchen Bruchteil der Gesamtstrecke macht der zweite Tag aus? - Wie viel der Gesamtstrecke (als Bruch) bleibt für den dritten Tag übrig? - Berechne am Ende die Kilometer für jeden Tag, um sie vergleichen zu können.

Lösung

1. Sei \(d\) die Gesamtlänge. Strecke Tag 1: \(\frac{2}{5}d\). Verbleibender Rest nach Tag 1: \(d - \frac{2}{5}d = \frac{3}{5}d\). 2. Strecke Tag 2: \(\frac{1}{3}\) des Rests, also \(\frac{1}{3} \cdot \frac{3}{5}d = \frac{1}{5}d\). 3. Verbleibender Rest für Tag 3: \(\frac{3}{5}d - \frac{1}{5}d = \frac{2}{5}d\). 4. Da die Strecke am 3. Tag \(12\,\text{km}\) lang ist: \(\frac{2}{5}d = 12 \implies d = 12 \cdot \frac{5}{2} = 30\,\text{km}\). 5. Berechnung der Tagesstrecken: Tag 1 = \(\frac{2}{5} \cdot 30 = 12\,\text{km}\); Tag 2 = \(\frac{1}{5} \cdot 30 = 6\,\text{km}\); Tag 3 = \(12\,\text{km}\). 6. Vergleich: Am ersten und am dritten Tag wurden jeweils \(12\,\text{km}\) zurückgelegt.

Antwort

Die Gesamtlänge der Tour beträgt \(30\,\text{km}\). Die Gruppe ist am ersten und am dritten Tag die gleiche Strecke (jeweils \(12\,\text{km}\)) gewandert.
4244207
Die Klassen 7a und 7b nehmen an einem Wettbewerb zum Altpapiersammeln teil. Beide Klassen haben sich das gleiche Ziel in Kilogramm gesetzt. Klasse 7a sammelt durchschnittlich \(12\,\text{kg}\) pro Tag, Klasse 7b schafft \(15\,\text{kg}\) pro Tag. Da Klasse 7b erst später mit dem Sammeln begann, war sie \(2\,\text{Tage}\) weniger aktiv als Klasse 7a. Zu einem bestimmten Zeitpunkt fehlen Klasse 7a noch \(40\,\text{kg}\) zu ihrem Ziel, während Klasse 7b noch \(46\,\text{kg}\) fehlen. Wie hoch ist das gesetzte Ziel der Klassen?

Denkanstöße

- Welche Information ist für beide Klassen identisch? - Wenn die Klasse 7a genau \(x\) Tage gesammelt hat, wie viele Tage hat dann die Klasse 7b gesammelt? - Erstelle für jede Klasse einen Ausdruck, der das Gesamtziel beschreibt (bereits gesammelte Menge + noch fehlende Menge). - Setze diese beiden Ausdrücke gleich, um die Anzahl der Tage zu berechnen. - Prüfe am Ende, ob dein Ergebnis für beide Klassen zum gleichen Ziel führt.

Lösung

1. Festlegung der Variable \(x\) für die Anzahl der Sammeltage der Klasse 7a. 2. Aufstellen der Terme für das gemeinsame Sammelziel: \(12x + 40\) für Klasse 7a und \(15(x - 2) + 46\) für Klasse 7b. 3. Gleichsetzen der Terme für das Ziel: \(12x + 40 = 15(x - 2) + 46\). 4. Auflösen der Klammer und Vereinfachen: \(12x + 40 = 15x - 30 + 46 \implies 12x + 40 = 15x + 16\). 5. Umstellen der Gleichung nach \(x\): \(24 = 3x \implies x = 8\). 6. Einsetzen des Wertes \(x = 8\) in einen der Ziel-Terme: \(12 \cdot 8 + 40 = 96 + 40 = 136\). Das Ziel beträgt \(136\,\text{kg}\).

Antwort

Das gesetzte Ziel der Klassen beträgt \(136\,\text{kg}\).
4267987
Ein Aquarium wird durch eine Pumpe in \(20\,\text{Minuten}\) gefüllt. Durch ein Versehen bleibt beim Befüllen der Bodenabfluss offen. In diesem Zustand dauert es insgesamt \(50\,\text{Minuten}\), bis das Aquarium vollständig gefüllt ist. Wie lange würde es dauern, das volle Aquarium allein durch den Bodenabfluss (bei ausgeschalteter Pumpe) komplett zu entleeren? Gib das Ergebnis in Minuten und Sekunden an.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welcher Bruchteil des Beckens pro Minute gefüllt wird, wenn alles normal läuft. - Wie viel geht pro Minute verloren, wenn der Abfluss die Füllzeit von \(20\) auf \(50\) Minuten verlängert? - Stelle eine Gleichung auf, in der die Differenz der Raten die beobachtete Füllgeschwindigkeit ergibt.

Lösung

1. Bestimmung der Füllrate der Pumpe: \(\frac{1}{20}\) des Aquariums pro Minute. 2. Bestimmung der tatsächlichen Füllrate (Pumpe minus Abfluss): \(\frac{1}{50}\) des Aquariums pro Minute. 3. Aufstellen der Gleichung für die unbekannte Abflussrate \(r_A\): \(\frac{1}{20} - r_A = \frac{1}{50}\). 4. Berechnung der Abflussrate: \(r_A = \frac{1}{20} - \frac{1}{50} = \frac{5}{100} - \frac{2}{100} = \frac{3}{100}\) des Volumens pro Minute. 5. Berechnung der Entleerungszeit durch den Kehrwert der Rate: \(\frac{100}{3}\,\text{Minuten} = 33 \frac{1}{3}\,\text{Minuten}\). 6. Umrechnung in Minuten und Sekunden: \(33\,\text{Minuten}\) und \(20\,\text{Sekunden}\).

Antwort

Das Entleeren des vollen Aquariums würde \(33\,\text{Minuten}\) und \(20\,\text{Sekunden}\) dauern.
4280187
Ein Hausbesitzer installiert \(28\) Solarmodule auf seinem Dach. Er verwendet zwei verschiedene Typen: Ein Modul des Typs A hat eine Leistung von \(320\,\text{W}\), ein Modul des Typs B eine Leistung von \(400\,\text{W}\). Zusammen erbringen alle Module eine Gesamtleistung von \(10\,\text{kW}\). a) Bestimme die Anzahl der installierten Module von jedem Typ. b) Die Leistung der Anlage soll auf \(12\,\text{kW}\) erhöht werden. Wie viele zusätzliche Module vom Typ B müssen installiert werden, wenn die Anzahl der vorhandenen Typ-A-Module unverändert bleibt?

Denkanstöße

- Achte darauf, dass alle Leistungsangaben in der gleichen Einheit (Watt) stehen, bevor du rechnest. - Kannst du eine Variable für die Anzahl eines Modultyps festlegen? - Was ändert sich im zweiten Teil der Aufgabe an der Gesamtsumme und was bleibt gleich?

Lösung

1. Umrechnung der Einheiten: \(10\,\text{kW} = 10\,000\,\text{W}\) und \(12\,\text{kW} = 12\,000\,\text{W}\). 2. Aufstellen der Gleichung für Teil a): Sei \(x\) die Anzahl der Module vom Typ A. Die Anzahl vom Typ B ist \(28 - x\). Gleichung: \(320x + 400(28 - x) = 10\,000\). 3. Lösen der Gleichung: \(320x + 11\,200 - 400x = 10\,000 \implies -80x = -1200 \implies x = 15\). 4. Ergebnisse Teil a): Typ A: \(15\) Module; Typ B: \(28 - 15 = 13\) Module. 5. Berechnung für Teil b): Die Leistung der \(15\) Typ-A-Module beträgt \(15 \cdot 320\,\text{W} = 4800\,\text{W}\). Die restliche Leistung für Typ B ist \(12\,000\,\text{W} - 4800\,\text{W} = 7200\,\text{W}\). 6. Neue Anzahl der Module vom Typ B: \(7200 : 400 = 18\). Zusätzliche Module: \(18 - 13 = 5\).

Antwort

a) Es sind \(15\) Module vom Typ A und \(13\) Module vom Typ B installiert. b) Es müssen \(5\) zusätzliche Module vom Typ B installiert werden.
4280407
Ein Wanderer bricht zu einer dreitägigen Tour auf. Er hat einen Vorrat an Wasser dabei. An jedem der drei Tage verbraucht er genau die Hälfte des Vorrats, der am Morgen dieses Tages vorhanden ist, und zusätzlich \(0{,}25\,\text{Liter}\). Am Ende des dritten Tages hat er noch genau \(0{,}5\,\text{Liter}\) Wasser übrig. Wie viel Wasser (in Litern) hatte der Wanderer zu Beginn seiner Tour dabei? Stelle eine Gleichung auf oder löse die Aufgabe durch Rückwärtsrechnen.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie viel Wasser am Morgen des dritten Tages da gewesen sein muss, damit am Abend nach dem Verbrauch noch \(0{,}5\,\text{Liter}\) übrig sind. - Hilft es dir, eine Tabelle für die drei Tage anzulegen? - Wenn \(x\) die Menge am Morgen ist, wie lautet der mathematische Ausdruck für die Menge am Abend? - Wie kannst du den „Verbrauch von der Hälfte plus ein Viertelliter“ mathematisch umkehren?

Lösung

1. Berechnung des Bestands vor Tag 3: Sei \(x_3\) die Menge am Morgen von Tag 3. Es gilt \(\frac{x_3}{2} - 0{,}25 = 0{,}5\). Daraus folgt \(\frac{x_3}{2} = 0{,}75\), also \(x_3 = 1{,}5\,\text{Liter}\). 2. Berechnung des Bestands vor Tag 2: Sei \(x_2\) die Menge am Morgen von Tag 2. Es gilt \(\frac{x_2}{2} - 0{,}25 = 1{,}5\). Daraus folgt \(\frac{x_2}{2} = 1{,}75\), also \(x_2 = 3{,}5\,\text{Liter}\). 3. Berechnung des Bestands vor Tag 1 (Anfangsvorrat): Sei \(x_1\) die Menge am Morgen von Tag 1. Es gilt \(\frac{x_1}{2} - 0{,}25 = 3{,}5\). Daraus folgt \(\frac{x_1}{2} = 3{,}75\), also \(x_1 = 7{,}5\,\text{Liter}\). 4. Der Wanderer hatte zu Beginn \(7{,}5\,\text{Liter}\) Wasser dabei.

Antwort

Der Wanderer hatte zu Beginn \(7{,}5\,\text{Liter}\) Wasser dabei.
4280427
Die Klasse 7b verwaltet ihre Klassenkasse. Im ersten Monat gibt die Klasse \(\frac{1}{3}\) des gesamten Inhalts für Kinokarten aus und zahlt zusätzlich \(50\,\text{€}\) für die Reservierung eines Busses. Im zweiten Monat gibt sie \(\frac{1}{4}\) des verbliebenen Geldes für Verpflegung aus und zahlt weitere \(30\,\text{€}\) für eine Anmeldegebühr. Nach diesen Ausgaben befinden sich noch genau \(300\,\text{€}\) in der Klassenkasse. Berechne den ursprünglichen Betrag, der zu Beginn in der Klassenkasse war.

Denkanstöße

- Überlege dir, welcher Betrag vor der letzten Ausgabe von \(30\,\text{€}\) in der Kasse gewesen sein muss. - Wenn nach dem Abzug von einem Viertel eines Betrages noch ein Rest bleibt, welchem Bruchteil entspricht dieser Rest? - Setze eine Variable für den gesuchten Gesamtbetrag fest und versuche, die Ausgaben nacheinander abzuziehen. - Kannst du die Aufgabe in zwei Teilprobleme zerlegen: Erst den Betrag vor dem zweiten Monat finden, dann den Startbetrag?

Lösung

1. Berechnung des Restbetrags vor den Ausgaben des zweiten Monats: Sei \(R\) der Restbetrag nach dem ersten Monat. Die Ausgaben im zweiten Monat betragen \(\frac{1}{4}R + 30\). Es verbleiben \(R - (\frac{1}{4}R + 30) = 300\). Dies führt zu \(\frac{3}{4}R - 30 = 300\), also \(\frac{3}{4}R = 330\). Daraus folgt \(R = 440\,\text{€}\). 2. Berechnung des ursprünglichen Gesamtbetrags \(x\): Nach dem ersten Monat blieben \(R = 440\,\text{€}\) übrig. Die Ausgaben waren \(\frac{1}{3}x + 50\). Die Gleichung lautet \(x - (\frac{1}{3}x + 50) = 440\). 3. Lösen der Gleichung: \(\frac{2}{3}x - 50 = 440 \Rightarrow \frac{2}{3}x = 490\). Multiplikation mit \(\frac{3}{2}\) ergibt \(x = 735\,\text{€}\).

Antwort

Zu Beginn waren \(735\,\text{€}\) in der Klassenkasse.

Alle Aufgaben dürfen für Schule und Nachhilfe (auch im Rahmen bezahlter Nachhilfe) kostenlos genutzt, kopiert und ausgedruckt werden. Nicht gestattet sind kommerzielle Bearbeitungen sowie die Veröffentlichung oder Weiterverbreitung im Internet.