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Gleichungen zu Sachsituationen aufstellen und lösen

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4121877
Frau Müller prüft ihre Kontoauszüge. Am Ende des Monats wurden \(450{,}00\,\text{€}\) für ihre Miete abgebucht und \(1\,250{,}60\,\text{€}\) 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 \(x\): \(x - 450{,}00 + 1\,250{,}60 = 840{,}25\). 2. Zusammenfassen der bekannten Werte auf der linken Seite: \(-450{,}00 + 1\,250{,}60 = 800{,}60\). 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 \(195\,\text{m}\).
4125617
Für ein Kunstprojekt wird das Kantenmodell einer quadratischen Pyramide aus einem \(2\,\text{m}\) langen Alustab hergestellt. Die vier Kanten der Grundfläche sind alle gleich lang. Die vier Seitenkanten, die zur Spitze führen, sind jeweils genau \(5\,\text{cm}\) länger als eine Grundkante. Bestimme die Länge einer Grundkante und einer Seitenkante.

Denkanstöße

- Wie viele Kanten hat eine quadratische Pyramide insgesamt? - Kannst du eine Skizze machen und die Kanten beschriften? - Wie hängen die Längen der Seitenkanten von der Grundkante ab?

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(a\) die Länge einer Grundkante in \(\text{cm}\). Dann ist die Länge einer Seitenkante \(s = a + 5\). 2. Gesamtlänge bestimmen: Die Pyramide hat 4 Grundkanten und 4 Seitenkanten. Gesamtlänge \(L = 4 \cdot a + 4 \cdot (a + 5) = 8 \cdot a + 20\). 3. Gleichung aufstellen: \(8 \cdot a + 20 = 200\,\text{cm}\). 4. Lösung nach \(a\): \(8 \cdot a = 180 \implies a = 22{,}5\,\text{cm}\). 5. Seitenkante berechnen: \(s = 22{,}5\,\text{cm} + 5\,\text{cm} = 27{,}5\,\text{cm}\).

Antwort

Eine Grundkante ist \(22{,}5\,\text{cm}\) lang und eine Seitenkante ist \(27{,}5\,\text{cm}\) lang.
4125627
Ein rechteckiges Werbeplakat hat eine Breite von \(10\,\text{cm}\). Wenn man diese Breite um \(5\,\text{cm}\) vergrößert und gleichzeitig die Höhe um \(2\,\text{cm}\) verringert, vergrößert sich der Flächeninhalt des Plakats insgesamt um \(10\,\text{cm}^2\). Berechne die ursprüngliche Höhe des Plakats.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie man den Flächeninhalt eines Rechtecks berechnet. - Kannst du die neue Breite und die neue Höhe mithilfe der unbekannten alten Höhe ausdrücken? - Stelle eine Gleichung auf, die den alten und den neuen Flächeninhalt zueinander in Beziehung setzt. - Achte darauf, dass der neue Flächeninhalt um einen bestimmten Wert größer ist als der ursprüngliche.

Lösung

1. Aufstellen der Terme für die Seitenlängen: Ursprüngliche Breite \(b_1 = 10\,\text{cm}\), ursprüngliche Höhe \(h_1 = x\). Neue Breite \(b_2 = 15\,\text{cm}\), neue Höhe \(h_2 = x - 2\). 2. Aufstellen der Flächeninhaltsgleichung: Der neue Flächeninhalt ist um \(10\) größer als der alte: \(15 \cdot (x - 2) = 10 \cdot x + 10\). 3. Lösen der Gleichung: \(15 \cdot x - 30 = 10 \cdot x + 10\). Subtraktion von \(10 \cdot x\) und Addition von \(30\) führt zu \(5 \cdot x = 40\). 4. Ergebnis: \(x = 8\). Die ursprüngliche Höhe beträgt \(8\,\text{cm}\).

Antwort

Die ursprüngliche Höhe des Plakats betrug \(8\,\text{cm}\).
4125657
Paul verkauft auf dem Flohmarkt 40 alte Videospiele. Er hat für den Standplatz und den Ankauf der Spiele insgesamt \(120{,}00\,\text{€}\) ausgegeben. Nachdem er bereits 15 Spiele für jeweils \(2{,}50\,\text{€}\) verkauft hat, möchte er wissen, zu welchem Preis er die restlichen Spiele verkaufen muss, um am Ende genau seine Kosten zu decken. Stelle dazu eine Gleichung auf und löse sie.

Denkanstöße

- Wie viel Geld hat Paul insgesamt ausgegeben? - Wie viel Geld hat er durch die ersten Verkäufe schon eingenommen? - Wie viel Geld fehlt ihm noch, um keine Verluste zu machen? - Auf wie viele Spiele muss dieser restliche Betrag verteilt werden?

Lösung

1. Sei \(x\) der Verkaufspreis eines der restlichen Spiele in Euro. Es bleiben \(40 - 15 = 25\) Spiele. 2. Die Einnahmen aus allen Verkäufen sollen genau \(120{,}00\,\text{€}\) betragen: \(15 \cdot 2{,}50 + 25 \cdot x = 120\). 3. Vereinfachen: \(37{,}50 + 25 \cdot x = 120\). 4. Subtraktion von \(37{,}50\): \(25 \cdot x = 82{,}50\). 5. Division durch \(25\): \(x = 3{,}30\).

Antwort

Paul muss die restlichen Spiele für jeweils \(3{,}30\,\text{€}\) verkaufen.
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: \(8 + x = 2 \cdot (2 + x)\). 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.
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.
4137627
Zwei Wanderer, Max und Julia, befinden sich an zwei \(18\,\text{km}\) voneinander entfernten Orten und laufen einander entgegen. Max geht mit einer Geschwindigkeit von \(4\,\text{km/h}\). Julia ist \(50\,\%\) schneller als Max. Beide starten zur gleichen Zeit. Bestimme, wer von beiden zum Zeitpunkt ihres Treffens eine größere Strecke zurückgelegt hat und wie groß der Unterschied zwischen den beiden Teilstrecken ist.

Denkanstöße

- Überlege zuerst, wie schnell Julia läuft, wenn sie \(50\,\%\) schneller als Max ist. - Wie verändert sich der Abstand zwischen den beiden pro Stunde? - Wie lange dauert es, bis der gesamte Abstand von \(18\,\text{km}\) überwunden ist? - Berechne für beide Wanderer einzeln, wie weit sie in dieser Zeit gekommen sind.

Lösung

1. Berechnung von Julias Geschwindigkeit: \(v_J = 4\,\text{km/h} \cdot 1{,}5 = 6\,\text{km/h}\). 2. Berechnung der relativen Geschwindigkeit beim Entgegenlaufen: \(v_{rel} = 4\,\text{km/h} + 6\,\text{km/h} = 10\,\text{km/h}\). 3. Berechnung der Zeit bis zum Treffen: \(t = \frac{18\,\text{km}}{10\,\text{km/h}} = 1{,}8\,\text{h}\). 4. Berechnung der von Max zurückgelegten Strecke: \(s_M = 4\,\text{km/h} \cdot 1{,}8\,\text{h} = 7{,}2\,\text{km}\). 5. Berechnung der von Julia zurückgelegten Strecke: \(s_J = 6\,\text{km/h} \cdot 1{,}8\,\text{h} = 10{,}8\,\text{km}\). 6. Vergleich und Differenzbildung: Julia hat die größere Strecke zurückgelegt. Die Differenz beträgt \(10{,}8\,\text{km} - 7{,}2\,\text{km} = 3{,}6\,\text{km}\).

Antwort

Julia hat eine größere Strecke zurückgelegt. Der Unterschied zwischen den beiden Teilstrecken beträgt \(3{,}6\,\text{km}\).
4139487
Ein rechteckiges Gartenbeet hat eine Länge von \(2 \cdot x + 5\) und eine Breite von \(x + 3\) (Angaben in Metern). Der gesamte Umfang des Beets beträgt \(52\,\text{m}\). Berechne den Wert der Variable \(x\).

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Umfang eines Rechtecks, wenn man Länge und Breite kennt? - Versuche zuerst, die Terme für die Länge und die Breite zu addieren. - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der der gesamte Umfang vorkommt? - Achte beim Auflösen der Klammern auf das Distributivgesetz.

Lösung

1. Aufstellen der Umfangsgleichung für ein Rechteck: \(2 \cdot (\text{Länge} + \text{Breite}) = \text{Umfang}\). 2. Einsetzen der gegebenen Terme: \(2 \cdot ((2 \cdot x + 5) + (x + 3)) = 52\). 3. Zusammenfassen der Terme in der Klammer: \(2 \cdot (3 \cdot x + 8) = 52\). 4. Auflösen der Klammer durch Multiplikation: \(6 \cdot x + 16 = 52\). 5. Subtraktion von 16 auf beiden Seiten: \(6 \cdot x = 36\). 6. Division durch 6: \(x = 6\).

Antwort

Der Wert von \(x\) ist \(6\).
4141407
Ein Dreieck hat einen Flächeninhalt von \(18{,}6\,\text{cm}^2\). Die zugehörige Höhe des Dreiecks beträgt \(4\,\text{cm}\). Bestimme die Länge der Grundseite \(g\), indem du eine entsprechende Gleichung aufstellst und löst.

Denkanstöße

- Welche Formel verbindet den Flächeninhalt eines Dreiecks mit seiner Grundseite und Höhe? - Kannst du die gesuchte Größe als Variable in eine Gleichung einbauen? - Was musst du tun, um die Variable auf einer Seite der Gleichung allein stehen zu haben? - Überprüfe am Ende, ob dein Ergebnis mit der Formel wieder den ursprünglichen Flächeninhalt ergibt.

Lösung

1. Aufstellen der Formel für den Flächeninhalt eines Dreiecks: \(A = \frac{1}{2} \cdot g \cdot h\). 2. Einsetzen der gegebenen Werte in die Gleichung: \(18{,}6 = \frac{1}{2} \cdot g \cdot 4\). 3. Vereinfachen der Gleichung durch Zusammenfassen der Zahlenwerte: \(18{,}6 = 2 \cdot g\). 4. Division beider Seiten durch \(2\) zur Isolierung der Unbekannten: \(g = 9{,}3\). 5. Die Grundseite beträgt \(9{,}3\,\text{cm}\).

Antwort

Die Grundseite des Dreiecks ist \(9{,}3\,\text{cm}\) lang.
4224877
Ein Rechteck hat einen Umfang von \(126\,\text{cm}\). Die Länge des Rechtecks ist um \(13\,\text{cm}\) größer als seine Breite. Bestimme die Maße der beiden Seiten.

Denkanstöße

- Kannst du eine Variable für die unbekannte Breite festlegen? - Wie hängen Länge und Breite laut Text zusammen? - Erinnere dich an die Formel für den Umfang eines Rechtecks. - Stelle eine Gleichung auf, in der nur noch eine Unbekannte vorkommt.

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die Breite des Rechtecks in \(\text{cm}\). Die Länge ist dann \(x + 13\). 2. Aufstellen der Umfangsgleichung: \(U = 2 \cdot (\text{Länge} + \text{Breite})\), also \(126 = 2 \cdot (x + 13 + x)\). 3. Vereinfachen der Gleichung: \(126 = 2 \cdot (2x + 13) \Rightarrow 126 = 4x + 26\). 4. Lösen nach \(x\): \(100 = 4x \Rightarrow x = 25\). 5. Berechnung der Seiten: Die Breite beträgt \(25\,\text{cm}\). Die Länge beträgt \(25 + 13 = 38\,\text{cm}\).

Antwort

Die Breite des Rechtecks beträgt \(25\,\text{cm}\) und die Länge beträgt \(38\,\text{cm}\).
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 \(4 \cdot x\). 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.
4224967
Für einen Klassenausflug wird ein Bus für einen Pauschalpreis von \(450\,\text{€}\) gemietet. Zusätzlich kostet der Eintritt in den Tierpark pro Person \(12\,\text{€}\). Die Gesamtkosten für den Ausflug belaufen sich auf \(774\,\text{€}\). Bestimme die Anzahl der Personen, die an dem Ausflug teilnehmen.

Denkanstöße

- Welche Kosten bleiben immer gleich, egal wie viele Personen mitfahren? - Wie berechnet man die Kosten, die von der Anzahl der Teilnehmer abhängen? - Kannst du eine Gleichung aufstellen, die alle Teilkosten zu einem Gesamtbetrag addiert? - Was musst du tun, um die Unbekannte in deiner Gleichung allein stehen zu haben?

Lösung

1. Sei \(x\) die Anzahl der teilnehmenden Personen. 2. Die Gesamtkosten setzen sich aus dem festen Buspreis und den variablen Eintrittskosten zusammen: \(450 + 12 \cdot x = 774\). 3. Subtraktion des Pauschalpreises von den Gesamtkosten: \(12x = 774 - 450 = 324\). 4. Division durch den Preis pro Person, um die Anzahl der Personen zu erhalten: \(x = 324 : 12 = 27\). Es nehmen \(27\) Personen am Ausflug teil.

Antwort

Es nehmen \(27\) Personen am Ausflug teil.
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 richtige Antwort. 2. Aufstellen der linearen Gleichung basierend auf der Gesamtpunktzahl: \(6 \cdot x + 25 = 145\). 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.
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 \(1\,800\,\text{kg}\) 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 \(2 \cdot x\), Klasse 7c sammelt \(3 \cdot (2 \cdot x) = 6 \cdot x\). 3. Aufstellen der Gesamtsummen-Gleichung: \(x + 2 \cdot x + 6 \cdot x = 1\,800\). 4. Zusammenfassen der Terme: \(9 \cdot x = 1\,800\). 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 = \(6 \cdot 200 = 1\,200\,\text{kg}\). 7. Überprüfung: \(200 + 400 + 1\,200 = 1\,800\).

Antwort

Klasse 7a hat \(200\,\text{kg}\), Klasse 7b hat \(400\,\text{kg}\) und Klasse 7c hat \(1\,200\,\text{kg}\) gesammelt.
4228217
Zwei Nebenwinkel ergänzen sich zu einem gestreckten Winkel von \(180^\circ\). Einer der beiden Winkel ist um \(44^\circ\) größer als der andere. Berechne die Größe der beiden Winkel, indem du eine Gleichung aufstellst und löst.

Denkanstöße

- Was weißt du über die Summe von Nebenwinkeln? - Könntest du den kleineren Winkel mit einem Buchstaben benennen? - Wie lässt sich der größere Winkel ausdrücken, wenn er einen festen Betrag mehr als der kleinere hat? - Stelle eine Gleichung auf, bei der auf der einen Seite die Summe der Winkelmaße und auf der anderen Seite der Gesamtwert steht.

Lösung

1. Definition der Unbekannten: Das Winkelmaß des kleineren Winkels in Grad wird als \(x\) bezeichnet. 2. Aufstellen des Terms für den größeren Winkel: Da dieser um \(44^\circ\) größer ist, lautet sein Winkelmaß in Grad \(x + 44\). 3. Aufstellen der Gleichung: Die Summe der Nebenwinkel ergibt \(180^\circ\), also \(x + (x + 44) = 180\). 4. Zusammenfassen und Lösen der Gleichung: \(2x + 44 = 180 \Rightarrow 2x = 136 \Rightarrow x = 68\). 5. Berechnung der Winkelmaße: Der kleinere Winkel beträgt \(68^\circ\), der größere Winkel beträgt \(68^\circ + 44^\circ = 112^\circ\).

Antwort

Die Winkel sind \(68^\circ\) und \(112^\circ\) groß.
4228417
Ein rechteckiges Gartenbeet hat einen Umfang von \(64\,\text{m}\). Das Verhältnis von Länge zu Breite beträgt \(5 : 3\). Bestimme die Maße des Beetes.

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Umfang eines Rechtecks? - Kannst du die unbekannten Seiten mithilfe einer Variablen und dem gegebenen Verhältnis ausdrücken? - Wie viele „Teile“ umfasst die Summe aus Länge und Breite insgesamt? - Stelle eine Gleichung auf, die alle Seitenlängen kombiniert, um den Gesamtumfang zu erhalten.

Lösung

1. Da das Verhältnis der Seiten \(5 : 3\) ist, werden die Seiten als \(5x\) und \(3x\) bezeichnet. 2. Die Formel für den Umfang eines Rechtecks lautet \(U = 2 \cdot (a + b)\). Eingesetzt ergibt sich die Gleichung \(2 \cdot (5x + 3x) = 64\). 3. Vereinfachen der Gleichung: \(2 \cdot 8x = 64 \implies 16x = 64\). 4. Lösen nach \(x\): \(x = 64 : 16 = 4\). 5. Berechnung der tatsächlichen Längen: Die Länge beträgt \(5 \cdot 4 = 20\,\text{m}\) und die Breite beträgt \(3 \cdot 4 = 12\,\text{m}\).

Antwort

Das Beet ist \(20\,\text{m}\) lang und \(12\,\text{m}\) breit.
4228837
Ein rechteckiges Beet hat einen Umfang von \(44\,\text{m}\). Die Länge des Beets ist \(2\,\text{m}\) kürzer als das Dreifache seiner Breite. Berechne die Länge und die Breite des Beets.

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Umfang eines Rechtecks, wenn man Länge und Breite kennt? - Kannst du eine der Seiten mit einem Buchstaben benennen und die andere Seite durch diesen Buchstaben ausdrücken? - Erstelle eine Gleichung, in der die Summe aller vier Seiten dem Gesamtumfang entspricht. - Überprüfe am Ende, ob deine berechneten Maße zusammen wirklich den gesuchten Umfang ergeben.

Lösung

1. Festlegen der Breite als Variable \(x\). 2. Aufstellen des Terms für die Länge basierend auf der Breite: \(3x - 2\). 3. Aufstellen der Gleichung für den Umfang eines Rechtecks: \(2 \cdot (x + 3x - 2) = 44\). 4. Zusammenfassen der Terme innerhalb der Klammer: \(2 \cdot (4x - 2) = 44\). 5. Auflösen der Klammer: \(8x - 4 = 44\). 6. Isolation der Variable durch Addition von 4: \(8x = 48\). 7. Division durch 8 ergibt die Breite: \(x = 6\,\text{m}\). 8. Einsetzen des Wertes zur Berechnung der Länge: \(3 \cdot 6 - 2 = 16\,\text{m}\).

Antwort

Das Beet ist \(6\,\text{m}\) breit und \(16\,\text{m}\) lang.
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.
4229417
In einem Dreieck mit einem Umfang von \(27\,\text{cm}\) ist die zweite Seite genau \(3\,\text{cm}\) länger als die erste Seite. Die dritte Seite ist doppelt so lang wie die erste Seite. a) Stelle eine Gleichung auf, mit der man die Länge der ersten Seite \(x\) berechnen kann. b) Bestimme die Längen aller drei Seiten des Dreiecks. c) Wie würde sich die Gleichung aus Aufgabenteil a) ändern, wenn die dritte Seite nicht doppelt so lang, sondern \(3\,\text{cm}\) kürzer als die erste Seite wäre?

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Umfang einer Figur, wenn die einzelnen Seitenlängen bekannt sind? - Überlege dir, wie du „doppelt so lang“ oder „\(3\,\text{cm}\) kürzer“ mathematisch ausdrücken kannst. - Wenn du die erste Seite mit \(x\) bezeichnest, wie sehen dann die Terme für die anderen beiden Seiten aus? - Kannst du die Terme für die drei Seiten zu einem Gesamtausdruck für den Umfang zusammenfügen?

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung für den Umfang als Summe der drei Seiten: \(x + (x + 3) + 2x = 27\). 2. Zusammenfassen der Terme auf der linken Seite ergibt \(4x + 3 = 27\). 3. Lösen der Gleichung durch Subtraktion von 3 (\(4x = 24\)) und Division durch 4 ergibt \(x = 6\). 4. Berechnung der Seitenlängen: Die erste Seite ist \(6\,\text{cm}\), die zweite Seite \(6 + 3 = 9\,\text{cm}\) und die dritte Seite \(2 \cdot 6 = 12\,\text{cm}\). 5. Für die geänderte Bedingung (dritte Seite \(x - 3\)) lautet die neue Gleichung: \(x + (x + 3) + (x - 3) = 27\).

Antwort

a) \(x + (x + 3) + 2x = 27\) (oder vereinfacht \(4x + 3 = 27\)) b) Die Seiten sind \(6\,\text{cm}\), \(9\,\text{cm}\) und \(12\,\text{cm}\) lang. c) Die Gleichung würde \(x + (x + 3) + (x - 3) = 27\) lauten.
4230157
Ein Postamt verkauft Briefmarken zu \(0{,}85\,\text{€}\) und \(1{,}10\,\text{€}\). Ein Kunde kauft für insgesamt \(33{,}60\,\text{€}\) Briefmarken ein. Dabei kauft er von den \(0{,}85\,\text{€}\)-Marken genau doppelt so viele wie von den \(1{,}10\,\text{€}\)-Marken. Wie viele Briefmarken jeder Sorte hat der Kunde gekauft?

Denkanstöße

- Kannst du die Anzahl der einen Briefmarkensorte mithilfe der Anzahl der anderen Sorte ausdrücken? - Wie berechnet man den Gesamtwert, wenn man den Einzelpreis und die Anzahl kennt? - Versuche, eine Gleichung aufzustellen, bei der auf einer Seite der Gesamtbetrag steht. - Achte darauf, dass du am Ende die Anzahl für beide Sorten angibst.

Lösung

1. Festlegen der Variablen: Sei \(x\) die Anzahl der \(1{,}10\,\text{€}\)-Marken. Dann ist \(2x\) die Anzahl der \(0{,}85\,\text{€}\)-Marken. 2. Aufstellen der Gleichung für den Gesamtwert: \(1{,}10x + 0{,}85 \cdot 2x = 33{,}60\). 3. Vereinfachen der Gleichung: \(1{,}10x + 1{,}70x = 33{,}60\), woraus \(2{,}80x = 33{,}60\) folgt. 4. Lösen der Gleichung: Division durch \(2{,}80\) ergibt \(x = 12\). 5. Bestimmung der zweiten Sorte: \(2 \cdot 12 = 24\). Der Kunde kaufte 12 Marken zu \(1{,}10\,\text{€}\) und 24 Marken zu \(0{,}85\,\text{€}\).

Antwort

Der Kunde hat 12 Briefmarken zu \(1{,}10\,\text{€}\) und 24 Briefmarken zu \(0{,}85\,\text{€}\) gekauft.
4237417
Ein Radfahrer ist doppelt so schnell wie ein Jogger. Der Jogger läuft insgesamt \(2\,\text{Stunden}\). Der Radfahrer fährt dagegen nur \(45\,\text{Minuten}\). Am Ende stellt sich heraus, dass der Jogger eine um \(5\,\text{km}\) längere Strecke zurückgelegt hat als der Radfahrer. Bestimme die Geschwindigkeiten der beiden Personen.

Denkanstöße

- Wandle die Zeitangabe des Radfahrers zuerst in Stunden um, damit alle Einheiten zusammenpassen. - Überlege dir, wie du die Strecke mit Hilfe der Geschwindigkeit und der Zeit ausdrücken kannst. - Was bedeutet „doppelt so schnell“ für den mathematischen Ausdruck der Geschwindigkeiten? - Stelle eine Gleichung auf, die den Unterschied von \(5\,\text{km}\) zwischen den beiden Strecken beschreibt.

Lösung

1. Festlegen der Variablen: Sei \(v\) die Geschwindigkeit des Joggers in \(\text{km/h}\). Die Geschwindigkeit des Radfahrers ist dann \(2v\). 2. Aufstellen der Entfernungen: Der Jogger legt in \(2\,\text{Stunden}\) die Strecke \(d_J = 2 \cdot v\) zurück. Der Radfahrer legt in \(45\,\text{Minuten}\) (entspricht \(0{,}75\,\text{Stunden}\)) die Strecke \(d_R = 0{,}75 \cdot 2v = 1{,}5v\) zurück. 3. Aufstellen der Gleichung: Da der Jogger \(5\,\text{km}\) mehr zurücklegt, gilt \(2v = 1{,}5v + 5\). 4. Lösen der Gleichung: Subtraktion von \(1{,}5v\) ergibt \(0{,}5v = 5\), woraus \(v = 10\,\text{km/h}\) folgt. 5. Berechnung der zweiten Geschwindigkeit: Die Geschwindigkeit des Radfahrers ist \(2 \cdot 10\,\text{km/h} = 20\,\text{km/h}\).

Antwort

Der Jogger ist \(10\,\text{km/h}\) schnell, der Radfahrer ist \(20\,\text{km/h}\) schnell.
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 \(4x + 2 \cdot (22 - x) = 72\). 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.
4237617
Ein Schulkiosk verkauft belegte Brötchen für \(1{,}80\,\text{€}\) pro Stück und Brezeln für \(1{,}20\,\text{€}\) pro Stück. In einer Pause wurden insgesamt 60 dieser Snacks verkauft, was zu Einnahmen von genau \(93{,}60\,\text{€}\) führte. Berechne, wie viele Brötchen und wie viele Brezeln in dieser Pause verkauft wurden.

Denkanstöße

- Kannst du eine Variable nutzen, um die Anzahl der einen Sorte durch die Gesamtzahl und die andere Sorte auszudrücken? - Wie viel Geld bringen alle Brötchen zusammen ein, wenn du ihre Anzahl mit \(x\) bezeichnest? - Stelle eine Gleichung für den Gesamtwert aller verkauften Snacks auf. - Überprüfe dein Ergebnis: Ergeben die Anzahlen zusammen 60 und passt der Preis?

Lösung

1. Sei \(x\) die Anzahl der verkauften Brötchen. Dann wurden \(60 - x\) Brezeln verkauft. 2. Die Einnahmen führen zur Gleichung \(1{,}80 \cdot x + 1{,}20 \cdot (60 - x) = 93{,}60\). 3. Ausmultiplizieren und Zusammenfassen ergibt \(1{,}8x + 72 - 1{,}2x = 93{,}6\), also \(0{,}6x + 72 = 93{,}6\). 4. Subtraktion von \(72\) ergibt \(0{,}6x = 21{,}6\). Division durch \(0{,}6\) liefert \(x = 36\). 5. Somit wurden \(36\) Brötchen und \(60 - 36 = 24\) Brezeln verkauft.

Antwort

Es wurden 36 Brötchen und 24 Brezeln verkauft.
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 = \(3 \cdot x\), 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 anderen. Wenn man aus dem ersten Tank \(15{,}5\,\text{l}\) entnimmt und in den zweiten Tank \(28{,}5\,\text{l}\) Wasser 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: \(3 \cdot x\). 3. Formulieren der Gleichung nach der Inhaltsänderung: \(3 \cdot x - 15{,}5 = x + 28{,}5\). 4. Zusammenfassen der Terme durch Subtraktion von \(x\) und Addition von \(15{,}5\): \(2 \cdot x = 44\). 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.
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 \(3 \cdot x\) Jahre alt. 2. Aufstellen der Gleichung für den Zustand in 6 Jahren: \(3x + 6 = 2 \cdot (x + 6)\). 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 viel 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 \(3 \cdot x\) entnommen. 2. Aufstellen der Terme für die Restmengen: In Tonne A verbleiben \(85 - x\), in Tonne B verbleiben \(110 - 3 \cdot x\). 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 \(85 - x = (110 - 3 \cdot x) + 15\). 4. Vereinfachen der rechten Seite: \(85 - x = 125 - 3 \cdot x\). 5. Lösen der Gleichung: Addition von \(3 \cdot x\) auf beiden Seiten ergibt \(85 + 2 \cdot x = 125\). Subtraktion von \(85\) ergibt \(2 \cdot x = 40\), 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: \(4 \cdot x - 2 \cdot (12 - x) = P\). 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.
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

Das Buch hat insgesamt \(300\) Seiten.
4279477
Zwei rechteckige Beete in einem Schulgarten haben die gleiche Breite. Das erste Beet ist \(45\,\text{m}\) lang, das zweite Beet ist \(60\,\text{m}\) lang. Der Flächeninhalt des zweiten Beets ist um \(375\,\text{m}^2\) größer als der des ersten Beets. Berechne die gemeinsame Breite der beiden Beete.

Denkanstöße

- Was ist gesucht und wie hängen die Flächeninhalte der beiden Beete zusammen? - Kannst du die Flächeninhalte mit einer Unbekannten ausdrücken? - Wie berechnet man den Unterschied zwischen zwei Flächen? - Stelle eine Gleichung auf, die den Unterschied der Flächen nutzt.

Lösung

1. Definition der Breite als Variable \(x\) 2. Aufstellen der Gleichung für die Differenz der Flächeninhalte: \(60 \cdot x - 45 \cdot x = 375\) 3. Zusammenfassen der Terme auf der linken Seite: \(15 \cdot x = 375\) 4. Division durch \(15\) zur Bestimmung von \(x\): \(x = 25\,\text{m}\)

Antwort

Die Breite der Beete beträgt \(25\,\text{m}\).
4100587
Das Siebenfache von einer Zahl \(x\) ist um 10 größer, als das Dreifache von einer um 2 größeren Zahl. 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 musst du die Waage der Gleichung ausgleichen? - Kannst du die Klammern in deinem Ausdruck zuerst auflösen, bevor du nach der Unbekannten umstellst? - Hast du schon versucht, die gegebenen Antwortmöglichkeiten einfach nacheinander in die Aufgabenstellung einzusetzen, um zu sehen, welche passt? - 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 \(x\): \(x = 4\). 6. Abgleich des Ergebnisses mit den vorgegebenen Optionen: \(x = 4\) entspricht Option c).

Antwort

\(x = 4\)
4120147
Bei einem Taxiunternehmen setzt sich der Fahrpreis aus einer einmaligen Grundgebühr von \(4{,}50\,\text{€}\) und einem Preis von \(1{,}80\,\text{€}\) pro gefahrenem Kilometer zusammen. Am Ende einer Fahrt bezahlt ein Fahrgast insgesamt \(26{,}10\,\text{€}\). Berechne mithilfe einer Gleichung, wie viele Kilometer der Fahrgast mit dem Taxi gefahren ist.

Denkanstöße

- Welcher Teil des Preises ändert sich nicht, egal wie weit man fährt? - Wie viel Euro bleiben für die gefahrenen Kilometer übrig, wenn du die Grundgebühr abziehst? - Kannst du eine Gleichung schreiben, die zeigt, wie sich der Gesamtpreis aus Grundpreis und Kilometerpreis zusammensetzt?

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung mit \(x\) als Anzahl der Kilometer: \(4{,}50 + 1{,}80 \cdot x = 26{,}10\). 2. Subtraktion der Grundgebühr auf beiden Seiten: \(1{,}80 \cdot x = 21{,}60\). 3. Division durch den Kilometerpreis: \(x = 21{,}60 : 1{,}80 = 12\).

Antwort

Der Fahrgast ist \(12\,\text{km}\) gefahren.
4120387
An einer \(15\,\text{m}\) langen Wand sollen Werbeplakate aufgehängt werden. Jedes Plakat ist \(1{,}20\,\text{m}\) breit. Der Abstand zwischen den Plakaten sowie der Abstand von den äußeren Plakaten zu den Wandecken soll überall gleich groß sein. a) Wie groß ist dieser Abstand, wenn \(4\) Plakate aufgehängt werden? b) Wie viele Plakate passen an die Wand, wenn der Abstand zwischen ihnen (und zu den Ecken) genau \(1{,}50\,\text{m}\) betragen soll?

Denkanstöße

- Wie viel Platz nehmen die Plakate insgesamt ein, wenn man ihre Breite zusammenzählt? - Wenn du \(n\) Plakate hast, wie viele Zwischenräume gibt es dann insgesamt, inklusive der Ränder? - Kannst du für den zweiten Teil eine Gleichung aufstellen, in der die Anzahl der Plakate die Unbekannte ist?

Lösung

1. Berechnung der von \(4\) Plakaten eingenommenen Breite: \(4 \cdot 1{,}20\,\text{m} = 4{,}80\,\text{m}\). 2. Berechnung der verbleibenden Reststrecke für die Abstände: \(15\,\text{m} - 4{,}80\,\text{m} = 10{,}20\,\text{m}\). 3. Bestimmung der Anzahl der Zwischenräume: Bei \(4\) Plakaten gibt es \(5\) Zwischenräume (einer vor dem ersten, drei dazwischen, einer nach dem letzten). 4. Berechnung des Abstands für Teil a: \(10{,}20\,\text{m} : 5 = 2{,}04\,\text{m}\). 5. Aufstellen einer Gleichung für Teil b: Sei \(x\) die Anzahl der Plakate. Dann gilt \(1{,}20 \cdot x + 1{,}50 \cdot (x + 1) = 15\). 6. Lösen der Gleichung: \(1{,}20 \cdot x + 1{,}50 \cdot x + 1{,}50 = 15 \Rightarrow 2{,}70 \cdot x = 13{,}50 \Rightarrow x = 5\).

Antwort

a) Der Abstand beträgt \(2{,}04\,\text{m}\). b) Es passen \(5\) Plakate an die Wand.
4121897
Lukas und Sarah vergleichen ihre Ersparnisse. Lukas zahlt \(15{,}50\,\text{€}\) auf sein Konto ein und lässt \(40{,}00\,\text{€}\) für ein Videospiel abbuchen. Sarah zahlt \(25{,}00\,\text{€}\) ein und lässt \(10{,}50\,\text{€}\) für ein Buch abbuchen. Nach diesen Vorgängen haben beide genau \(5{,}00\,\text{€}\) auf ihrem Konto. a) Berechne die ursprünglichen Kontostände von Lukas und Sarah. b) Wer von beiden war vor den Buchungen im Minus (hatte also Schulden)? Begründe kurz.

Denkanstöße

- Stelle für jede Person eine eigene Gleichung auf, da beide denselben Endbetrag haben. - Was bedeutet ein negatives Ergebnis für einen Kontostand in der Realität? - Achte beim Umstellen der Gleichung für Sarah besonders auf die Vorzeichen.

Lösung

1. Gleichung für Lukas mit Startwert \(x\): \(x + 15{,}50 - 40{,}00 = 5{,}00\). 2. Zusammenfassen bei Lukas: \(x - 24{,}50 = 5{,}00\), daraus folgt \(x = 29{,}50\). 3. Gleichung für Sarah mit Startwert \(y\): \(y + 25{,}00 - 10{,}50 = 5{,}00\). 4. Zusammenfassen bei Sarah: \(y + 14{,}50 = 5{,}00\), daraus folgt \(y = 5{,}00 - 14{,}50 = -9{,}50\). 5. Vergleich der Vorzeichen: Ein negativer Kontostand bedeutet Schulden (im Minus). Da \(-9{,}50 < 0\), war Sarah im Minus.

Antwort

a) Lukas hatte ursprünglich \(29{,}50\,\text{€}\) und Sarah hatte \(-9{,}50\,\text{€}\). b) Sarah war im Minus, da ihr berechneter Anfangskontostand negativ ist.
4125597
Ein Kantenmodell eines Quaders soll aus einem \(3{,}60\,\text{m}\) langen Draht gebogen werden. Die Grundfläche ist ein Rechteck, bei dem eine Seite doppelt so lang ist wie die andere. Die Höhe des Quaders entspricht der längeren Seite der Grundfläche. Berechne die Längen der drei Kantenarten dieses Quaders.

Denkanstöße

- Wie viele Kanten hat ein Quader insgesamt und wie viele davon sind jeweils gleich lang? - Kannst du die Längen aller Kanten durch eine einzige Unbekannte ausdrücken? - Achte darauf, die Einheiten von Metern in Zentimeter umzurechnen, bevor du rechnest.

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die Länge der kürzeren Grundkante in \(\text{cm}\). Die längere Grundkante ist dann \(2 \cdot x\) und die Höhe ebenfalls \(2 \cdot x\). 2. Gesamtlänge des Drahtes: Ein Quader hat jeweils vier Kanten jeder Art. Die Gesamtlänge \(L\) beträgt \(4 \cdot x + 4 \cdot (2 \cdot x) + 4 \cdot (2 \cdot x) = 20 \cdot x\). 3. Gleichung aufstellen: \(20 \cdot x = 360\,\text{cm}\). 4. Lösung nach \(x\): \(x = \frac{360}{20} = 18\,\text{cm}\). 5. Berechnung der anderen Kanten: Die längere Grundkante und die Höhe sind \(2 \cdot 18\,\text{cm} = 36\,\text{cm}\).

Antwort

Die kürzere Grundkante ist \(18\,\text{cm}\) lang; die längere Grundkante und die Höhe sind jeweils \(36\,\text{cm}\) lang.
4125637
Ein quadratisches Blumenbeet und ein rechteckiges Gemüsebeet haben exakt den gleichen Flächeninhalt. Das rechteckige Beet ist um \(4\,\text{m}\) länger als die Seite des Quadrats, aber um \(3\,\text{m}\) schmaler als die Quadratseite. Bestimme die Seitenlänge des quadratischen Beets.

Denkanstöße

- Was weißt du über die Seiten eines Quadrats im Vergleich zu einem Rechteck? - Bezeichne die unbekannte Seite des Quadrats mit einer Variablen. - Wie kannst du die Länge und Breite des Rechtecks mit dieser Variablen beschreiben? - Wenn du die Klammern beim Flächeninhalt des Rechtecks auflöst, heben sich die quadratischen Begriffe gegenseitig auf.

Lösung

1. Definition der Variablen: Seitenlänge des Quadrats sei \(s\). Flächeninhalt Quadrat \(A_Q = s^2\). 2. Seiten des Rechtecks: Länge \(l = s + 4\), Breite \(b = s - 3\). Flächeninhalt Rechteck \(A_R = (s + 4) \cdot (s - 3)\). 3. Gleichsetzen der Flächen: \(s^2 = (s + 4) \cdot (s - 3)\). 4. Ausmultiplizieren und Lösen: \(s^2 = s^2 + 4 \cdot s - 3 \cdot s - 12\), was sich zu \(s^2 = s^2 + s - 12\) vereinfacht. 5. Subtraktion von \(s^2\) auf beiden Seiten ergibt \(0 = s - 12\), also \(s = 12\).

Antwort

Die Seitenlänge des quadratischen Beets beträgt \(12\,\text{m}\).
4125667
Eine Schülerzeitungs-AG druckt 200 Exemplare ihrer neuen Ausgabe. Die Druckkosten betragen insgesamt \(180{,}00\,\text{€}\). Die AG möchte zusätzlich einen Gewinn von \(60{,}00\,\text{€}\) für die Klassenkasse erzielen. Die ersten 120 Exemplare wurden bereits für je \(1{,}00\,\text{€}\) verkauft. Zu welchem Preis müssen die restlichen Exemplare verkauft werden? Stelle dazu eine Gleichung auf und löse sie.

Denkanstöße

- Was ist der gesamte Geldbetrag, den die AG am Ende in der Kasse haben möchte? - Überlege, wie viel Geld nach dem ersten Verkauf noch eingenommen werden muss. - Wie viele Zeitungen sind noch übrig, um diesen restlichen Betrag einzuspielen?

Lösung

1. Der angestrebte Gesamterlös beträgt \(180 + 60 = 240\) Euro. Sei \(x\) der Preis eines der verbleibenden \(200 - 120 = 80\) Exemplare. 2. Gleichung: \(120 \cdot 1{,}00 + 80 \cdot x = 240\). 3. Vereinfachen: \(120 + 80 \cdot x = 240\). 4. Subtraktion von \(120\): \(80 \cdot x = 120\). 5. Division durch \(80\): \(x = 1{,}50\).

Antwort

Die restlichen Exemplare müssen für jeweils \(1{,}50\,\text{€}\) verkauft werden.
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: \(36 + x = 3 \cdot (6 + x)\). 4. Klammer auflösen: \(36 + x = 18 + 3 \cdot x\). 5. Nach \(x\) auflösen: \(18 = 2 \cdot x \Rightarrow x = 9\).

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.
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 viel 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: \(x = 300\,\text{ml} \cdot 4 = 1\,200\,\text{ml}\) 6. Berechnung der Menge an Orangensaft: \(\frac{1}{3} \cdot 1\,200\,\text{ml} = 400\,\text{ml}\)

Antwort

a) Das Mineralwasser macht \(\frac{1}{4}\) des Punsches aus. b) Sarah hat insgesamt \(1\,200\,\text{ml}\) (oder \(1{,}2\,\text{l}\)) Punsch gemischt. c) Es befinden sich \(400\,\text{ml}\) Orangensaft in der Mischung.
4126197
Marie und Sophie trainieren auf einer \(400\,\text{m}\)-Laufbahn. Marie läuft mit einer konstanten Geschwindigkeit von \(3\,\text{m/s}\), während Sophie mit \(3{,}8\,\text{m/s}\) etwas schneller ist. a) Nach wie vielen Sekunden hat Sophie Marie genau einmal überrundet? b) Welche Strecke in Metern hat Sophie bis zu diesem Zeitpunkt zurückgelegt? c) In welcher Runde befindet sich Marie in diesem Moment? Erkläre kurz, warum die Annahme einer gleichbleibenden Geschwindigkeit für diese Berechnung notwendig ist.

Denkanstöße

- Wann genau hat eine Person eine andere überrundet? Überlege, wie groß der Unterschied in der zurückgelegten Strecke dann sein muss. - Kannst du für beide Läuferinnen einen Term aufstellen, der die Strecke in Abhängigkeit von der Zeit beschreibt? - Wie viele ganze Runden passen in die von Marie zurückgelegte Strecke? - Was würde passieren, wenn eine Läuferin zwischendurch stehen bleibt oder sprintet?

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung für die Überrundung: Eine Überrundung findet statt, wenn der Vorsprung von Sophie genau eine Rundenlänge (\(400\,\text{m}\)) beträgt. Mit der Zeit \(t\) in Sekunden gilt: \(3{,}8 \cdot t = 3 \cdot t + 400\). 2. Lösen der Gleichung: \(0{,}8 \cdot t = 400 \Rightarrow t = 500\,\text{s}\). 3. Berechnung der Strecke von Sophie: \(s_S = 3{,}8\,\text{m/s} \cdot 500\,\text{s} = 1900\,\text{m}\). 4. Bestimmung der Runde von Marie: Maries Strecke beträgt \(3\,\text{m/s} \cdot 500\,\text{s} = 1500\,\text{m}\). Da \(1500 : 400 = 3{,}75\), hat sie drei Runden beendet und befindet sich in der 4. Runde. 5. Begründung der Annahme: Ohne konstante Geschwindigkeiten ließen sich keine festen Terme für die zurückgelegten Wege aufstellen; die Überrundung könnte sonst zu jedem beliebigen Zeitpunkt oder gar nicht stattfinden.

Antwort

a) Nach \(500\,\text{s}\). b) Sophie hat \(1900\,\text{m}\) zurückgelegt. c) Marie befindet sich in ihrer 4. Runde. Die Annahme ist notwendig, damit die zurückgelegte Strecke proportional zur Zeit berechnet werden kann (\(s = v \cdot t\)).
4126207
Lukas und Julia radeln zum \(12\,\text{km}\) entfernten See. Lukas startet um 15:00 Uhr mit einer Geschwindigkeit von \(12\,\text{km/h}\). Julia fährt 10 Minuten später auf derselben Strecke los, ist aber mit \(18\,\text{km/h}\) schneller. a) Stelle eine Gleichung auf, mit der man die Zeit \(t\) (in Stunden nach Lukas’ Start) berechnen kann, zu der Julia ihn einholt. b) Bestimme die Uhrzeit und die Entfernung vom Startpunkt für diesen Zeitpunkt. c) Erreichen beide den See bis spätestens 16:00 Uhr? Begründe deine Antwort.

Denkanstöße

- Achte darauf, alle Zeitangaben in dieselbe Einheit (hier Stunden) umzurechnen, bevor du sie in die Formel einsetzt. - Wenn Julia später losfährt, ist sie kürzer unterwegs als Lukas. Wie drückst du ihre Fahrzeit aus, wenn \(t\) die Zeit von Lukas ist? - Was bedeutet „einholen“ mathematisch für die zurückgelegten Strecken der beiden? - Wie berechnet man die Ankunftszeit, wenn man die Entfernung und die Geschwindigkeit kennt?

Lösung

1. Umrechnung der Zeitdifferenz: \(10\,\text{min} = \frac{1}{6}\,\text{h}\). 2. Aufstellen der Gleichung: Lukas legt in der Zeit \(t\) die Strecke \(12 \cdot t\) zurück. Julia startet \(\frac{1}{6}\,\text{h}\) später, ihr Weg ist \(18 \cdot (t - \frac{1}{6})\). Gleichung: \(12 \cdot t = 18 \cdot (t - \frac{1}{6})\). 3. Lösen der Gleichung: \(12 \cdot t = 18 \cdot t - 3 \Rightarrow 6 \cdot t = 3 \Rightarrow t = 0{,}5\,\text{h}\). 4. Berechnung der Zeit und Strecke: \(0{,}5\,\text{h}\) entsprechen \(30\,\text{min}\). Einholzeit: 15:30 Uhr. Entfernung: \(12\,\text{km/h} \cdot 0{,}5\,\text{h} = 6\,\text{km}\). 5. Überprüfung der Ankunft: Lukas benötigt für \(12\,\text{km}\) genau \(1\,\text{h}\) (\(12 : 12\)), Ankunft 16:00 Uhr. Julia benötigt \(\frac{12}{18} = \frac{2}{3}\,\text{h} = 40\,\text{min}\). Start 15:10 Uhr + \(40\,\text{min}\) = 15:50 Uhr. Beide sind spätestens um 16:00 Uhr am Ziel.

Antwort

a) \(12 \cdot t = 18 \cdot (t - \frac{1}{6})\) b) Um 15:30 Uhr nach \(6\,\text{km}\). c) Ja, beide erreichen den See rechtzeitig (Julia um 15:50 Uhr und Lukas um 16:00 Uhr).
4137637
Lukas startet um 08:00 Uhr mit seinem Fahrrad von Punkt A in Richtung Punkt B, die \(24\,\text{km}\) voneinander entfernt sind. Er fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von \(12\,\text{km/h}\). Mia startet um 08:15 Uhr von Punkt B aus in Richtung Punkt A mit einer Geschwindigkeit von \(18\,\text{km/h}\). Ermittle die Uhrzeit, zu der sie einander begegnen, und die Entfernung des Treffpunkts von Punkt A.

Denkanstöße

- Wie weit ist Lukas bereits gefahren, bevor Mia überhaupt startet? - Bestimme den Abstand der beiden zu dem Zeitpunkt, an dem beide unterwegs sind. - Wie schnell verringert sich der Abstand ab diesem Zeitpunkt? - Vergiss nicht, die Zeit, die Lukas alleine gefahren ist, am Ende für die Gesamtentfernung von Punkt A mit einzuberechnen.

Lösung

1. Berechnung von Lukas' Vorsprung: In den 15 Minuten \(0{,}25\,\text{h}\) bis Mias Start legt Lukas \(12\,\text{km/h} \cdot 0{,}25\,\text{h} = 3\,\text{km}\) zurück. 2. Verbleibende Distanz um 08:15 Uhr: \(24\,\text{km} - 3\,\text{km} = 21\,\text{km}\). 3. Relative Geschwindigkeit ab 08:15 Uhr: \(v_{rel} = 12\,\text{km/h} + 18\,\text{km/h} = 30\,\text{km/h}\). 4. Zeit bis zum Treffen ab 08:15 Uhr: \(t = \frac{21\,\text{km}}{30\,\text{km/h}} = 0{,}7\,\text{h}\). 5. Umrechnung in Minuten: \(0{,}7 \cdot 60 = 42\,\text{min}\). Die Begegnung findet um 08:57 Uhr statt. 6. Gesamtdistanz von Punkt A: Lukas ist insgesamt \(15\,\text{min} + 42\,\text{min} = 57\,\text{min}\) (\(0{,}95\,\text{h}\)) gefahren. \(s = 12\,\text{km/h} \cdot 0{,}95\,\text{h} = 11{,}4\,\text{km}\).

Antwort

Sie begegnen einander um 08:57 Uhr in einer Entfernung von \(11{,}4\,\text{km}\) von Punkt A.
4139497
Ein gleichschenkliges Dreieck hat eine Basis der Länge \(y - 2\) und zwei gleich lange Schenkel, die jeweils die Länge \(2y + 1\) besitzen (Angaben in Zentimetern). Der Gesamtumfang des Dreiecks beträgt \(35\,\text{cm}\). Bestimme den Wert von \(y\).

Denkanstöße

- Was bedeutet „gleichschenklig“ für die Seitenlängen des Dreiecks? - Wie setzt sich der Umfang aus den drei Seiten zusammen? - Schreibe die Summe aller Seiten als Term auf und setze ihn mit dem Gesamtwert gleich. - Achte darauf, wie oft jeder Term in der Rechnung vorkommen muss.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung für den Umfang eines gleichschenkligen Dreiecks: \(\text{Basis} + 2 \cdot \text{Schenkel} = \text{Umfang}\). 2. Einsetzen der Terme: \((y - 2) + 2 \cdot (2y + 1) = 35\). 3. Auflösen der Klammer: \(y - 2 + 4y + 2 = 35\). 4. Zusammenfassen der Terme: \(5y = 35\). 5. Division durch 5: \(y = 7\).

Antwort

Der Wert von \(y\) ist \(7\).
4141417
Ein Parallelogramm und ein Dreieck besitzen den gleichen Flächeninhalt. Das Parallelogramm hat eine Grundseite von \(8\,\text{cm}\) und eine Höhe von \(4{,}5\,\text{cm}\). Das Dreieck hat eine Grundseite von \(12\,\text{cm}\). Berechne die zugehörige Höhe des Dreiecks.

Denkanstöße

- Berechne zuerst den Flächeninhalt der Form, von der du alle Maße kennst. - Was bedeutet es für die Rechnung, wenn zwei Flächen den gleichen Inhalt haben? - Kannst du die Flächenformel für das Dreieck so umstellen, dass du die Höhe berechnen kannst? - Achte darauf, dass beim Dreieck der Faktor \(\frac{1}{2}\) in der Formel steht.

Lösung

1. Berechnung des Flächeninhalts des Parallelogramms: \(A_P = g \cdot h = 8 \cdot 4{,}5 = 36\,\text{cm}^2\). 2. Gleichsetzen der Flächeninhalte: \(A_D = A_P = 36\,\text{cm}^2\). 3. Aufstellen der Gleichung für den Flächeninhalt des Dreiecks: \(36 = \frac{1}{2} \cdot 12 \cdot h_D\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(36 = 6 \cdot h_D\). 5. Auflösen nach der Höhe durch Division: \(h_D = 36 : 6 = 6\). 6. Die Höhe des Dreiecks beträgt \(6\,\text{cm}\).

Antwort

Die Höhe des Dreiecks beträgt \(6\,\text{cm}\).
4224887
Bei einem Rechteck ist die lange Seite genau dreimal so lang wie die kurze Seite. Wenn man die lange Seite um \(5\,\text{cm}\) verkürzt und gleichzeitig die kurze Seite um \(5\,\text{cm}\) verlängert, entsteht ein Quadrat. Berechne die Seitenlängen des ursprünglichen Rechtecks sowie seinen Umfang.

Denkanstöße

- Was bedeutet es für die Seitenlängen einer Figur, wenn sie ein Quadrat ist? - Versuche, die Seiten des Quadrats mithilfe der ursprünglichen Rechtecksseiten auszudrücken. - Wie kannst du den Zusammenhang zwischen der kurzen und der langen Seite in eine Gleichung übersetzen? - Überprüfe am Ende, ob deine gefundenen Seitenlängen nach der Änderung wirklich ein Quadrat ergeben.

Lösung

1. Variable festlegen: Sei \(s\) die kurze Seite des ursprünglichen Rechtecks. Die lange Seite ist dann \(3s\). 2. Seiten des Quadrats beschreiben: Die neue kurze Seite ist \(s + 5\), die neue lange Seite ist \(3s - 5\). 3. Gleichung aufstellen: Da ein Quadrat vier gleich lange Seiten hat, gilt \(3s - 5 = s + 5\). 4. Gleichung lösen: \(2s = 10 \Rightarrow s = 5\). 5. Ursprüngliche Maße bestimmen: Die kurze Seite ist \(5\,\text{cm}\), die lange Seite ist \(3 \cdot 5 = 15\,\text{cm}\). 6. Umfang berechnen: \(U = 2 \cdot (5 + 15) = 40\,\text{cm}\).

Antwort

Die kurze Seite des Rechtecks ist \(5\,\text{cm}\) lang, die lange Seite ist \(15\,\text{cm}\) lang. Der Umfang des Rechtecks beträgt \(40\,\text{cm}\).
4224907
Bei der Herstellung eines Bauteils setzen sich die Gesamtkosten aus den Materialkosten, den Arbeitskosten und einer festen Maschinenpauschale zusammen. Die Arbeitskosten sind um \(25\,\%\) höher als die Materialkosten. Die Maschinenpauschale beträgt pro Auftrag \(100\,\text{€}\). Bestimme die Materialkosten für einen Auftrag, dessen Gesamtkosten sich auf \(1\,900\,\text{€}\) belaufen.

Denkanstöße

- Welche drei Kostenbestandteile ergeben zusammen den Gesamtbetrag? - Wie lässt sich die Angabe „um \(25\,\%\) höher“ als mathematischer Faktor ausdrücken? - Überlege, welcher Teil der Kosten fest vorgegeben ist und welcher Teil von der Unbekannten abhängt. - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der alle Kosten auf einer Seite addiert werden?

Lösung

1. Sei \(x\) der Betrag der Materialkosten in Euro. 2. Die Arbeitskosten sind um \(25\,\%\) höher, also entsprechen sie \(125\,\%\) der Materialkosten: \(1{,}25 \cdot x\). 3. Die Gesamtkosten setzen sich aus Materialkosten, Arbeitskosten und der Pauschale zusammen: \(x + 1{,}25x + 100 = 1\,900\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(2{,}25x + 100 = 1\,900\). 5. Subtraktion der Pauschale: \(2{,}25x = 1\,800\). 6. Division durch \(2{,}25\): \(x = 800\). Die Materialkosten belaufen sich auf \(800\,\text{€}\).

Antwort

Die Materialkosten betragen \(800\,\text{€}\).
4224957
Ein Rechteck hat einen Umfang von \(40\,\text{cm}\). Wenn man die kürzere Seite um \(3\,\text{cm}\) verlängert und die längere Seite um \(3\,\text{cm}\) verkürzt, entsteht ein Quadrat. Berechne die Seitenlängen des ursprünglichen Rechtecks.

Denkanstöße

- Was bedeutet es für die Seitenlängen einer Figur, wenn sie ein Quadrat ist? - Wie hängen der Umfang und die beiden unterschiedlichen Seiten eines Rechtecks zusammen? - Kannst du eine der unbekannten Seiten mithilfe der anderen ausdrücken? - Überlege dir, wie sich die Seitenlängen verändern, um vom Rechteck zum Quadrat zu kommen.

Lösung

1. Sei \(x\) die Länge der kürzeren Seite in \(\text{cm}\). 2. Da das Verlängern der kurzen Seite um \(3\,\text{cm}\) und das Verkürzen der langen Seite um \(3\,\text{cm}\) zur gleichen Seitenlänge führt (Eigenschaft eines Quadrats), ist die längere Seite um \(6\,\text{cm}\) länger als die kurze Seite: \(x + 6\). 3. Die Formel für den Umfang eines Rechtecks lautet \(U = 2 \cdot (a + b)\). Einsetzen der Werte ergibt die Gleichung: \(2 \cdot (x + (x + 6)) = 40\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(2 \cdot (2x + 6) = 40 \Rightarrow 4x + 12 = 40\). 5. Lösen nach \(x\): \(4x = 28 \Rightarrow x = 7\). 6. Berechnen der längeren Seite: \(7 + 6 = 13\). Die Seitenlängen des Rechtecks betragen \(7\,\text{cm}\) und \(13\,\text{cm}\).

Antwort

Die Seitenlängen des ursprünglichen Rechtecks sind \(7\,\text{cm}\) und \(13\,\text{cm}\).
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 = \(4 \cdot (x + 20)\). 3. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtzahl: \(x + (x + 20) + 4 \cdot (x + 20) = 220\). 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.
4228227
Drei Winkel liegen nebeneinander an einem Punkt auf einer Geraden und bilden zusammen einen gestreckten Winkel. Der zweite Winkel ist genau dreimal so groß wie der erste. Der dritte Winkel ist so groß wie die Summe der ersten beiden Winkel zusammen. Bestimme die Größe aller drei Winkel durch das Aufstellen einer passenden Gleichung.

Denkanstöße

- Überlege zuerst, wie viele Grad ein gestreckter Winkel insgesamt hat. - Versuche, alle drei gesuchten Winkel durch denselben Buchstaben auszudrücken. - Wenn der dritte Winkel so groß ist wie die ersten beiden zusammen, was bedeutet das für sein Verhältnis zum ersten Winkel? - Prüfe am Ende, ob die Summe deiner drei berechneten Winkel wirklich den gewünschten Gesamtwert ergibt.

Lösung

1. Festlegen der Variablen: Der erste Winkel sei \(x\). 2. Ausdrücken der weiteren Winkel: Der zweite Winkel ist \(3x\). Der dritte Winkel ist die Summe der ersten beiden, also \(x + 3x = 4x\). 3. Aufstellen der Gleichung für den gestreckten Winkel: \(x + 3x + 4x = 180\). 4. Lösen der Gleichung: \(8x = 180 \Rightarrow x = 180 : 8 = 22{,}5\). 5. Berechnung der einzelnen Winkelwerte: Erster Winkel \(x = 22{,}5^\circ\), zweiter Winkel \(3 \cdot 22{,}5^\circ = 67{,}5^\circ\), dritter Winkel \(4 \cdot 22{,}5^\circ = 90^\circ\).

Antwort

Die drei Winkel betragen \(22{,}5^\circ\), \(67{,}5^\circ\) und \(90^\circ\).
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 \(195\,\text{kg}\).
4228437
Zwei Rechtecke haben die gleiche Breite. Die Höhe des ersten Rechtecks beträgt \(8\,\text{cm}\). Die Höhe des zweiten Rechtecks ist doppelt so groß wie die des ersten. Zusammen haben die beiden Rechtecke einen Flächeninhalt von \(192\,\text{cm}^2\). Berechne die Breite der Rechtecke sowie die einzelnen Flächeninhalte der beiden Rechtecke.

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Flächeninhalt eines Rechtecks? - Wenn die eine Höhe doppelt so groß ist wie die andere, wie kannst du das als Zahl ausdrücken? - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der die Summe der beiden Flächen vorkommt? - Was ist die unbekannte Größe, nach der wir suchen?

Lösung

1. Definition der Breite als Variable \(b\). 2. Bestimmung der Höhen: \(h_1 = 8\,\text{cm}\) und \(h_2 = 2 \cdot 8\,\text{cm} = 16\,\text{cm}\). 3. Aufstellen der Gleichung für den Gesamtflächeninhalt: \(8 \cdot b + 16 \cdot b = 192\). 4. Zusammenfassen der Terme: \(24 \cdot b = 192\). 5. Lösen nach \(b\): \(b = 192 : 24 = 8\). Die Breite beträgt \(8\,\text{cm}\). 6. Berechnung der Flächeninhalte: \(A_1 = 8\,\text{cm} \cdot 8\,\text{cm} = 64\,\text{cm}^2\) und \(A_2 = 16\,\text{cm} \cdot 8\,\text{cm} = 128\,\text{cm}^2\).

Antwort

Die Breite der Rechtecke beträgt \(8\,\text{cm}\). Der Flächeninhalt des ersten Rechtecks ist \(64\,\text{cm}^2\) und der des zweiten \(128\,\text{cm}^2\).
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.
4228847
Ein Quadrat und ein gleichseitiges Dreieck haben den exakt gleichen Umfang. Jede Seite des Dreiecks ist um \(2{,}5\,\text{cm}\) länger als eine Seite des Quadrats. Bestimme die Seitenlängen des Quadrats und des Dreiecks.

Denkanstöße

- Was bedeutet es für die Formeln, wenn zwei verschiedene Figuren den gleichen Umfang haben? - Wie viele Seiten hat ein Quadrat und wie viele ein gleichseitiges Dreieck? Sind alle Seiten innerhalb einer dieser Figuren gleich lang? - Wenn du die Seite des Quadrats kennst, wie drückst du dann die Seite des Dreiecks aus? - Stelle eine Gleichung auf, die die beiden Umfänge miteinander vergleicht.

Lösung

1. Definition der Seitenlänge des Quadrats als Variable \(s\). 2. Ausdruck der Seitenlänge des Dreiecks als \(s + 2{,}5\). 3. Gleichsetzen der Umfangsformeln (\(4 \cdot \text{Seite}\) für das Quadrat und \(3 \cdot \text{Seite}\) für das gleichseitige Dreieck): \(4s = 3 \cdot (s + 2{,}5)\). 4. Auflösen der Klammer auf der rechten Seite: \(4s = 3s + 7{,}5\). 5. Subtraktion von \(3s\) auf beiden Seiten ergibt die Seitenlänge des Quadrats: \(s = 7{,}5\,\text{cm}\). 6. Addition von \(2{,}5\,\text{cm}\) ergibt die Seitenlänge des Dreiecks: \(7{,}5 + 2{,}5 = 10\,\text{cm}\).

Antwort

Die Seitenlänge des Quadrats beträgt \(7{,}5\,\text{cm}\) und die Seitenlänge des gleichseitigen Dreiecks beträgt \(10\,\text{cm}\).
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 \(135\,\text{€}\).
4229337
In einer Schulkantine werden belegte Brötchen für \(2{,}00\,\text{€}\) und Flaschen Apfelsaft für \(1{,}50\,\text{€}\) verkauft. Am Ende eines Tages hat die Kantine insgesamt \(110{,}00\,\text{€}\) eingenommen. Der Kassenbericht zeigt, dass genau doppelt so viele Brötchen wie Saftflaschen verkauft wurden. Berechne, wie viele Brötchen und wie viele Saftflaschen an diesem Tag verkauft worden sind.

Denkanstöße

- Überlege dir, welche der beiden Mengen du als Unbekannte festlegen möchtest. - Wie kannst du die Menge des einen Produkts durch die Menge des anderen ausdrücken? - Stelle eine Rechnung für den Gesamtwert auf, indem du Preis und Menge multiplizierst. - Prüfe dein Ergebnis am Ende: Ergibt die Summe aus Preis mal Menge wirklich den Gesamtbetrag?

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die Anzahl der verkauften Saftflaschen. 2. Bestimmung der Anzahl der Brötchen: Da doppelt so viele Brötchen wie Saftflaschen verkauft wurden, beträgt deren Anzahl \(2x\). 3. Aufstellen der Gleichung für die Gesamteinnahmen: \(2{,}00 \cdot (2x) + 1{,}50 \cdot x = 110\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(4x + 1{,}5x = 110\), woraus folgt \(5{,}5x = 110\). 5. Lösen nach \(x\): \(x = 110 : 5{,}5 = 20\). 6. Berechnung der Brötchenanzahl: \(2 \cdot 20 = 40\). Ergebnis: Es wurden \(20\) Saftflaschen und \(40\) Brötchen verkauft.

Antwort

Es wurden \(40\) Brötchen und \(20\) Saftflaschen verkauft.
4229357
Eine Gruppe von 32 Personen besucht ein Museum. Der Eintritt für Erwachsene kostet \(10\,\text{€}\), für Kinder nur \(7\,\text{€}\). Insgesamt bezahlt die Gruppe \(254\,\text{€}\). Bestimme, wie viele Erwachsene und wie viele Kinder in der Gruppe sind.

Denkanstöße

- Kannst du die Anzahl der Kinder mithilfe der Gesamtzahl der Personen und der Anzahl der Erwachsenen ausdrücken? - Überlege, wie sich die Gesamtkosten aus den Einzelpreisen und den jeweiligen Personenzahlen zusammensetzen. - Was passiert, wenn du eine Variable für eine der gesuchten Größen festlegst? - Prüfe am Ende, ob deine berechneten Anzahlen zusammen wirklich 32 ergeben.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) sei die Anzahl der Erwachsenen. 2. Ausdruck für die Kinder: Da es insgesamt 32 Personen sind, ist die Anzahl der Kinder \(32 - x\). 3. Aufstellen der Kostengleichung: \(10 \cdot x + 7 \cdot (32 - x) = 254\). 4. Auflösen der Klammer: \(10x + 224 - 7x = 254\). 5. Zusammenfassen der Terme: \(3x + 224 = 254\). 6. Isolieren von \(x\): \(3x = 30\), woraus \(x = 10\) folgt. 7. Berechnung der Kinderanzahl: \(32 - 10 = 22\).

Antwort

In der Gruppe sind 10 Erwachsene und 22 Kinder.
4229397
In einem Dreieck ist die Seite \(b\) doppelt so lang wie die Seite \(a\). Die Seite \(c\) ist um \(5\,\text{cm}\) kürzer als die Seite \(b\). Der Umfang des Dreiecks beträgt insgesamt \(45\,\text{cm}\). Bestimme die Längen der drei Seiten \(a\), \(b\) und \(c\).

Denkanstöße

- Welche Seite ist die kürzeste? Überlege, wie du die anderen Seiten im Verhältnis dazu ausdrücken kannst. - Was bedeutet der Begriff „Umfang“ für die Berechnung? - Könntest du eine Skizze machen und die Seiten mit Platzhaltern beschriften? - Stelle eine Gleichung auf, in der die Summe der drei Seiten dem Gesamtwert entspricht.

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die Länge der Seite \(a\) in \(\text{cm}\). 2. Aufstellen der Terme für die anderen Seiten: Seite \(b = 2 \cdot x\) und Seite \(c = 2 \cdot x - 5\). 3. Aufstellen der Gleichung für den Umfang: \(x + 2 \cdot x + (2 \cdot x - 5) = 45\). 4. Zusammenfassen und Lösen der Gleichung: \(5 \cdot x - 5 = 45 \Rightarrow 5 \cdot x = 50 \Rightarrow x = 10\). 5. Berechnung der Seitenlängen: \(a = 10\,\text{cm}\), \(b = 2 \cdot 10 = 20\,\text{cm}\) und \(c = 20 - 5 = 15\,\text{cm}\).

Antwort

Die Seitenlängen betragen \(a = 10\,\text{cm}\), \(b = 20\,\text{cm}\) und \(c = 15\,\text{cm}\).
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 = \(x + (x + 40) = 2 \cdot x + 40\). 3. Aufstellen der Gesamtgleichung: \(x + (x + 40) + (2 \cdot x + 40) = 720\). 4. Lösen der Gleichung: \(4 \cdot x + 80 = 720 \Rightarrow 4 \cdot x = 640 \Rightarrow x = 160\). 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.
4229447
In einem Dreieck hängen die Größen der drei Innenwinkel \(\alpha\), \(\beta\) und \(\gamma\) zusammen. Der Winkel \(\beta\) ist um \(20^\circ\) größer als der Winkel \(\alpha\). Der Winkel \(\gamma\) ist dreimal so groß wie der Winkel \(\beta\). Bestimme die Größe der drei Winkel.

Denkanstöße

- Welche mathematische Regel gilt für alle Winkel in einem Dreieck? - Kannst du einen der Winkel als Platzhalter wählen und die anderen damit beschreiben? - Achte genau darauf, auf welchen Winkel sich die Beschreibung des dritten Winkels bezieht. - Wie lässt sich der Zusammenhang aller Winkel in einer Rechnung ausdrücken?

Lösung

1. Festlegen der Variablen \(x\) für die Größe des Winkels \(\alpha\). 2. Ausdrücken der anderen Winkel durch \(x\): \(\beta = x + 20^\circ\) und \(\gamma = 3 \cdot (x + 20^\circ)\). 3. Anwendung des Satzes über die Innenwinkelsumme im Dreieck: \(x + (x + 20^\circ) + 3 \cdot (x + 20^\circ) = 180^\circ\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(x + x + 20^\circ + 3x + 60^\circ = 180^\circ \Rightarrow 5x + 80^\circ = 180^\circ\). 5. Lösen der Gleichung: \(5x = 100^\circ \Rightarrow x = 20^\circ\). 6. Berechnung der Winkel: \(\alpha = 20^\circ\), \(\beta = 20^\circ + 20^\circ = 40^\circ\), \(\gamma = 3 \cdot 40^\circ = 120^\circ\).

Antwort

Die Winkel betragen \(\alpha = 20^\circ\), \(\beta = 40^\circ\) und \(\gamma = 120^\circ\).
4230167
Bei einem Schulfest verkauft eine Klasse Muffins für \(1{,}50\,\text{€}\), Brezeln für \(1{,}10\,\text{€}\) und Saftpackungen für \(0{,}80\,\text{€}\). Am Ende des Tages stellt die Klasse fest, dass sie genau gleich viele Muffins und Brezeln verkauft hat. Von den Saftpackungen wurden 10 Stück mehr verkauft als von den Muffins. Die Gesamteinnahmen betragen \(144{,}00\,\text{€}\). Bestimme, wie viele Artikel von jeder Sorte verkauft wurden.

Denkanstöße

- Wähle eine der Mengen als Basisvariable, zum Beispiel die Anzahl der Muffins. - Wie kannst du die Anzahl der Saftpackungen beschreiben, wenn sie von der Muffin-Anzahl abhängt? - Stelle eine Summe auf, in der jeder Preis mit der jeweiligen Menge multipliziert wird. - Denke beim Auflösen der Klammer daran, den Preis für die Saftpackungen auf beide Teile der Summe in der Klammer anzuwenden.

Lösung

1. Definition der Unbekannten: Sei \(x\) die Anzahl der verkauften Muffins. Dann ist \(x\) auch die Anzahl der Brezeln und \(x + 10\) die Anzahl der Saftpackungen. 2. Aufstellen der Einnahmegleichung: \(1{,}50 \cdot x + 1{,}10 \cdot x + 0{,}80 \cdot (x + 10) = 144{,}00\). 3. Ausmultiplizieren und Zusammenfassen: \(1{,}5x + 1{,}1x + 0{,}8x + 8 = 144\), also \(3{,}4x + 8 = 144\). 4. Subtraktion von \(8\): \(3{,}4x = 136\). Division durch \(3{,}4\) ergibt \(x = 40\). 5. Es wurden \(40\) Muffins, \(40\) Brezeln und \(40 + 10 = 50\) Saftpackungen verkauft.

Antwort

Es wurden 40 Muffins, 40 Brezeln und 50 Saftpackungen verkauft.
4230877
Ein Rechteck ist dreimal so lang wie es breit ist. Wenn man die Länge des Rechtecks um \(2\,\text{cm}\) verkürzt, verringert sich der Flächeninhalt um \(12\,\text{cm}^2\). a) Berechne die ursprüngliche Breite und Länge des Rechtecks. b) Begründe kurz, warum die Abnahme des Flächeninhalts in diesem Fall direkt von der Breite des Rechtecks abhängt.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie man die Länge mithilfe der Breite ausdrücken kann. - Wie berechnet man den Flächeninhalt vor und nach der Änderung? - Stelle eine Gleichung auf, die den Unterschied zwischen den beiden Flächen beschreibt. - Stell dir das Rechteck bildlich vor: Welches Stück kommt weg, wenn man die Länge kürzt?

Lösung

1. Definition der Variablen: Die Breite sei \(w\). Da die Länge dreimal so groß ist, gilt \(l = 3w\). 2. Aufstellen der Flächeninhaltsformel: Der ursprüngliche Flächeninhalt ist \(A = l \cdot w = 3w \cdot w = 3w^2\). 3. Modellierung der Änderung: Die neue Länge beträgt \(l_{neu} = 3w - 2\). Der neue Flächeninhalt ist \(A_{neu} = (3w - 2) \cdot w = 3w^2 - 2w\). 4. Aufstellen der Gleichung: Die Differenz der Flächeninhalte beträgt \(12\,\text{cm}^2\), also \(A - A_{neu} = 12\). Einsetzen ergibt \(3w^2 - (3w^2 - 2w) = 12\). 5. Lösen der Gleichung: Das Vereinfachen führt zu \(2w = 12\), woraus \(w = 6\,\text{cm}\) folgt. 6. Berechnung der Länge: Die ursprüngliche Länge ist \(l = 3 \cdot 6\,\text{cm} = 18\,\text{cm}\). 7. Begründung zur Flächenabnahme: Da nur die Länge verändert wurde, fällt ein rechteckiger Streifen weg. Die Fläche dieses Streifens berechnet sich aus der Längenänderung (\(2\,\text{cm}\)) multipliziert mit der (unveränderten) Breite \(w\).

Antwort

Die ursprüngliche Breite beträgt \(6\,\text{cm}\) und die ursprüngliche Länge \(18\,\text{cm}\). Die Flächenabnahme entspricht dem Produkt aus der Längenänderung und der Breite (\(2 \cdot w\)).
4231617
Ein Rechteck hat eine Länge, die um \(7\,\text{cm}\) größer ist als seine Breite. Wenn man die Länge um \(2\,\text{cm}\) verringert und die Breite um \(5\,\text{cm}\) vergrößert, entsteht ein Quadrat. Der Flächeninhalt dieses Quadrats ist um \(55\,\text{cm}^2\) größer als der des ursprünglichen Rechtecks. Bestimme die Seitenlänge des Quadrats.

Denkanstöße

- Kannst du die Länge und Breite des Rechtecks durch eine einzige Variable ausdrücken? - Wie hängen die Seiten des Quadrats mit den ursprünglichen Maßen zusammen? - Stelle für beide Figuren einen Term für den Flächeninhalt auf. - Welchen Zusammenhang gibt es zwischen den beiden Flächeninhalten?

Lösung

1. Definition der Variablen: Breite des ursprünglichen Rechtecks \(x\), Länge \(x + 7\,\text{cm}\) 2. Aufstellen der Terme für die Flächeninhalte: Rechteck \(A_R = x \cdot (x + 7) = x^2 + 7x\); Quadratseite \(s = x + 7 - 2 = x + 5\), Quadratfläche \(A_Q = (x + 5)^2 = x^2 + 10x + 25\) 3. Aufstellen der Gleichung nach der Bedingung \(A_Q = A_R + 55\): \(x^2 + 10x + 25 = x^2 + 7x + 55\) 4. Lösen der Gleichung: \(3x = 30\), woraus \(x = 10\,\text{cm}\) folgt 5. Berechnung der Quadratseite: \(s = 10 + 5 = 15\,\text{cm}\)

Antwort

Die Seitenlänge des Quadrats beträgt \(15\,\text{cm}\).
4231697
Ein Rechteck ist dreimal so lang wie breit. Wenn man die Breite um \(2\,\text{cm}\) vergrößert und die Länge um \(3\,\text{cm}\) verkürzt, nimmt der Flächeninhalt des Rechtecks um \(15\,\text{cm}^2\) zu. Bestimme die ursprüngliche Länge und Breite des Rechtecks.

Denkanstöße

- Kannst du eine Variable für die kürzere Seite festlegen und die längere Seite dadurch ausdrücken? - Wie berechnet man den Flächeninhalt eines Rechtecks allgemein? - Stelle einen Term für den Flächeninhalt vor der Änderung und einen Term für den Flächeninhalt nach der Änderung auf. - Was bedeutet „nimmt um \(15\,\text{cm}^2\) zu“ für die Beziehung zwischen den beiden Flächeninhalten?

Lösung

1. Definition der Variablen: Die Breite des ursprünglichen Rechtecks sei \(w\). Da die Länge dreimal so groß ist, gilt für die Länge \(l = 3w\). 2. Aufstellen der Flächenformeln: Der ursprüngliche Flächeninhalt ist \(A_1 = w \cdot 3w = 3w^2\). Die neuen Seitenlängen sind \(w + 2\) und \(3w - 3\). Der neue Flächeninhalt ist \(A_2 = (w + 2) \cdot (3w - 3)\). 3. Aufstellen der Gleichung: Gemäß der Aufgabenstellung ist \(A_2 = A_1 + 15\), also \((w + 2) \cdot (3w - 3) = 3w^2 + 15\). 4. Lösen der Gleichung: Ausmultiplizieren ergibt \(3w^2 - 3w + 6w - 6 = 3w^2 + 15\). Vereinfacht führt dies zu \(3w - 6 = 15\). 5. Berechnung der Ergebnisse: Durch Addition von \(6\) erhält man \(3w = 21\), woraus \(w = 7\) folgt. Die Länge ist \(l = 3 \cdot 7 = 21\).

Antwort

Die ursprüngliche Breite beträgt \(7\,\text{cm}\) und die ursprüngliche Länge beträgt \(21\,\text{cm}\).
4231777
Ein rechteckiges Gartenbeet ist \(5\,\text{m}\) länger als es breit ist. Wenn man die Breite um \(2\,\text{m}\) vergrößert und die Länge um \(3\,\text{m}\) vergrößert, nimmt der Flächeninhalt des Beets insgesamt um \(41\,\text{m}^2\) zu. Bestimme die ursprüngliche Länge und Breite des Beets.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie du die Breite und die Länge mit einer Variablen ausdrücken kannst. - Wie berechnet man den Flächeninhalt eines Rechtecks? - Stelle einen Term für den alten und einen für den neuen Flächeninhalt auf. - Vergiss nicht, beim Ausmultiplizieren der Klammern sorgfältig vorzugehen. - Was passiert mit den quadratischen Gliedern, wenn du die Gleichung vereinfachst?

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die ursprüngliche Breite in \(\text{m}\). Die ursprüngliche Länge ist dann \(x + 5\). 2. Aufstellen des ursprünglichen Flächeninhalts: \(A_{alt} = x \cdot (x + 5) = x^2 + 5x\). 3. Bestimmung der neuen Maße: Die neue Breite ist \(x + 2\), die neue Länge ist \((x + 5) + 3 = x + 8\). 4. Aufstellen des neuen Flächeninhalts: \(A_{neu} = (x + 2) \cdot (x + 8) = x^2 + 8x + 2x + 16 = x^2 + 10x + 16\). 5. Aufstellen der Gleichung basierend auf der Flächenzunahme: \(A_{neu} = A_{alt} + 41\), also \(x^2 + 10x + 16 = x^2 + 5x + 41\). 6. Lösen der linearen Gleichung: Subtraktion von \(x^2\) auf beiden Seiten ergibt \(10x + 16 = 5x + 41\). Umstellen ergibt \(5x = 25\), woraus \(x = 5\) folgt. 7. Berechnung der Maße: Breite \(5\,\text{m}\), Länge \(5\,\text{m} + 5\,\text{m} = 10\,\text{m}\).

Antwort

Das Beet war ursprünglich \(5\,\text{m}\) breit und \(10\,\text{m}\) lang.
4237257
Aus einer quadratischen Platte wird eine oben offene Schachtel hergestellt. Dazu schneidet man an allen vier Ecken Quadrate mit einer Seitenlänge von \(4\,\text{cm}\) aus und biegt die überstehenden Ränder nach oben. Die Bodenfläche der fertigen Schachtel ist um \(160\,\text{cm}^2\) kleiner als die Fläche der ursprünglichen quadratischen Platte. Bestimme die Seitenlänge der ursprünglichen Platte und berechne das Volumen der Schachtel.

Denkanstöße

- Kannst du eine Skizze der Platte machen und markieren, welche Teile für den Boden übrig bleiben? - Wie hängen die Seitenlänge der Platte und die Seitenlänge des Schachtelbodens zusammen? - Stelle einen Term für die Fläche der Platte und einen für die Fläche des Bodens auf. - Was passiert mit den quadratischen Gliedern, wenn du die Klammern in deiner Gleichung auflöst?

Lösung

1. Sei \(a\) die Seitenlänge der ursprünglichen quadratischen Platte in \(\text{cm}\). Ihre Fläche beträgt \(A_{\text{Platte}} = a^2\). 2. Die Seitenlänge des quadratischen Bodens der Schachtel ergibt sich durch Abzug der beiden Ecken zu \(a - 2 \cdot 4 = a - 8\). Die Bodenfläche beträgt \(A_{\text{Boden}} = (a - 8)^2\). 3. Laut Aufgabenstellung gilt \(A_{\text{Platte}} - A_{\text{Boden}} = 160\). Dies führt zur Gleichung \(a^2 - (a - 8)^2 = 160\). 4. Anwendung der binomischen Formel: \(a^2 - (a^2 - 16a + 64) = 160\). 5. Vereinfachung der linearen Gleichung: \(16a - 64 = 160\). 6. Lösung der Gleichung: \(16a = 224\), woraus \(a = 14\,\text{cm}\) folgt. 7. Berechnung des Volumens: Die Bodenfläche ist \(A_{\text{Boden}} = (14 - 8)^2 = 36\,\text{cm}^2\). Mit der Höhe \(h = 4\,\text{cm}\) ergibt sich \(V = 36 \cdot 4 = 144\,\text{cm}^3\).

Antwort

Die Seitenlänge der Platte beträgt \(14\,\text{cm}\). Das Volumen der Schachtel beträgt \(144\,\text{cm}^3\).
4237427
Lukas und Sarah machen eine Wanderung, allerdings in unterschiedlichem Tempo. Sarah wandert mit der \(1{,}5\)-fachen Geschwindigkeit von Lukas. Lukas ist \(4\,\text{Stunden}\) unterwegs, Sarah dagegen nur \(2\,\text{Stunden}\). a) Stelle eine Gleichung auf, mit der man die Geschwindigkeit von Lukas (\(v\) in \(\text{km/h}\)) berechnen kann. Nutze dabei die Information, dass Lukas insgesamt \(3\,\text{km}\) mehr gewandert ist als Sarah. b) Berechne die Geschwindigkeiten von Lukas und Sarah. c) Wie weit wäre Sarah gekommen, wenn sie genauso lange wie Lukas (\(4\,\text{Stunden}\)) gewandert wäre?

Denkanstöße

- Stelle für beide Personen einen Ausdruck für die zurückgelegte Strecke auf (Geschwindigkeit mal Zeit). - Verwende für Sarahs Geschwindigkeit das \(1{,}5\)-Fache von Lukas’ Geschwindigkeit \(v\). - Die Differenz der beiden Streckenausdrücke muss genau \(3\,\text{km}\) ergeben. - Für den letzten Teil setzt du Sarahs berechnete Geschwindigkeit in eine neue Zeitrechnung ein.

Lösung

1. Zu Teil a): Lukas legt \(4v\) Kilometer zurück. Sarahs Geschwindigkeit beträgt \(1{,}5v\), ihre Strecke also \(2 \cdot 1{,}5v = 3v\). Da Lukas \(3\,\text{km}\) mehr zurücklegt, lautet die Gleichung \(4v = 3v + 3\). 2. Zu Teil b): Aus \(4v - 3v = 3\) folgt \(v = 3\). Lukas wandert mit \(3\,\text{km/h}\), Sarah mit \(1{,}5 \cdot 3 = 4{,}5\,\text{km/h}\). 3. Zu Teil c): In \(4\,\text{Stunden}\) würde Sarah \(4 \cdot 4{,}5 = 18\,\text{km}\) zurücklegen.

Antwort

a) \(4v = 3v + 3\). b) Lukas wandert mit \(3\,\text{km/h}\), Sarah mit \(4{,}5\,\text{km/h}\). c) Sarah wäre \(18\,\text{km}\) weit gekommen.
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.
4237507
Für ein Schulfest wurden insgesamt \(150\) Eintrittskarten verkauft. Es gab Karten für Kinder zu je \(2{,}00\,\text{€}\) und für Erwachsene zu je \(5{,}00\,\text{€}\). Die Gesamteinnahmen betrugen \(420{,}00\,\text{€}\). Begründe durch eine Rechnung, ob mehr Kinder- oder mehr Erwachsenenkarten verkauft wurden.

Denkanstöße

- Bezeichne die Anzahl der Erwachsenenkarten mit \(x\). Wie kannst du dann die Anzahl der Kinderkarten mithilfe der Gesamtzahl ausdrücken? - Wie setzt sich der Gesamtpreis aus den beiden Kartenarten zusammen? - Stelle eine Gleichung mit nur einer Unbekannten auf. - Vergleiche anschließend die beiden berechneten Anzahlen.

Lösung

1. Sei \(x\) die Anzahl der Erwachsenenkarten. Dann wurden \(150 - x\) Kinderkarten verkauft. 2. Aus den Einnahmen ergibt sich die Gleichung \(5 \cdot x + 2 \cdot (150 - x) = 420\). 3. Ausmultiplizieren und Zusammenfassen ergibt \(5x + 300 - 2x = 420\), also \(3x + 300 = 420\). 4. Subtraktion von \(300\) ergibt \(3x = 120\), daher \(x = 40\). 5. Somit wurden \(40\) Erwachsenenkarten und \(150 - 40 = 110\) Kinderkarten verkauft. Da \(110 > 40\), wurden mehr Kinderkarten verkauft.

Antwort

Es wurden mehr Kinderkarten verkauft. Die Rechnung ergibt \(110\) Kinderkarten und \(40\) Erwachsenenkarten.
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 \(3{,}3\,\text{kg}\).
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 \(2 \cdot (G + B) = 750\,\text{m}^2\), 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 \(3 \cdot (x + 12)\). 4. Aufstellen der Gleichung unter Berücksichtigung der Differenz von \(10\) Karten: \(4x = 3 \cdot (x + 12) + 10\). 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 die 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 die 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: \(120 - x = 3 \cdot (80 - x)\). 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.
4240047
Zwei Smartphones werden für verschiedene Aufgaben genutzt. Zu Beginn hat Akku 1 eine Ladung von \(4\,200\,\text{mAh}\) und Akku 2 eine Ladung von \(3\,500\,\text{mAh}\). 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 \(2 \cdot x\). 2. Restladungen formulieren: Akku 1 hat noch \(4\,200 - 2 \cdot x\), Akku 2 hat noch \(3\,500 - x\). 3. Gleichung aufstellen: Da Akku 2 am Ende \(200\,\text{mAh}\) mehr Ladung hat als Akku 1, gilt \(3\,500 - x = (4\,200 - 2 \cdot x) + 200\). 4. Zusammenfassen der Zahlen: \(3\,500 - x = 4\,400 - 2 \cdot x\). 5. Isolieren der Variable: Addition von \(2 \cdot x\) ergibt \(3\,500 + x = 4\,400\). Subtraktion von \(3\,500\) ergibt \(x = 900\). 6. Ergebnisse bestimmen: Die Ladung von Akku 2 hat um \(900\,\text{mAh}\) abgenommen, die Ladung von Akku 1 um \(2 \cdot 900 = 1\,800\,\text{mAh}\).

Antwort

Die Ladung von Akku 1 hat um \(1\,800\,\text{mAh}\) 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.
4240097
Frau Müller kauft für ihre Klasse 6 Packungen Textmarker und 12 Bleistifte für insgesamt \(54{,}00\,\text{€}\). Eine Packung Textmarker kostet viermal so viel wie ein Bleistift. a) Berechne den Preis für einen Bleistift und für eine Packung Textmarker mithilfe einer Gleichung. b) Ein Schüler behauptet: „Wenn eine Packung Textmarker nur dreimal so viel wie ein Bleistift kosten würde, könnten wir von dem gesparten Geld genau 6 weitere Bleistifte kaufen.“ Überprüfe diese Aussage rechnerisch.

Denkanstöße

- Wähle eine Unbekannte für den kleineren Preis. - Wie kannst du den größeren Preis durch diese Unbekannte ausdrücken? - Stelle eine Rechnung für den Gesamtwert aller Artikel auf. - Berechne für den zweiten Teil zuerst, wie viel Geld man durch die Preisänderung insgesamt weniger ausgeben würde.

Lösung

1. Variable festlegen: Der Preis eines Bleistifts sei \(x\). Der Preis einer Packung Textmarker ist dann \(4x\). 2. Gleichung aufstellen: \(12 \cdot x + 6 \cdot (4x) = 54\). 3. Gleichung lösen: \(12x + 24x = 54 \Rightarrow 36x = 54 \Rightarrow x = 1{,}50\). 4. Einzelpreise bestimmen: Ein Bleistift kostet \(1{,}50\,\text{€}\), eine Packung Textmarker kostet \(4 \cdot 1{,}50\,\text{€} = 6{,}00\,\text{€}\). 5. Aussage prüfen: Bei einem Preisverhältnis von \(1 : 3\) würde eine Packung nur \(3 \cdot 1{,}50\,\text{€} = 4{,}50\,\text{€}\) kosten. 6. Ersparnis berechnen: Pro Packung spart man \(6{,}00\,\text{€} - 4{,}50\,\text{€} = 1{,}50\,\text{€}\). Bei 6 Packungen beträgt die Gesamtersparnis \(6 \cdot 1{,}50\,\text{€} = 9{,}00\,\text{€}\). 7. Vergleich mit Zusatzkauf: 6 Bleistifte kosten \(6 \cdot 1{,}50\,\text{€} = 9{,}00\,\text{€}\). Die Aussage ist also korrekt.

Antwort

a) Ein Bleistift kostet \(1{,}50\,\text{€}\) und eine Packung Textmarker kostet \(6{,}00\,\text{€}\). b) Die Aussage ist korrekt, da die Ersparnis von \(9{,}00\,\text{€}\) genau den Kosten für 6 Bleistifte entspricht.
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: \(8 \cdot s + 2 \cdot (5s) = 3600\). 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: \(45 \cdot (x + 10) + 60 \cdot x = 9900\). 3. Auflösen der Klammer und Zusammenfassen: \(45 \cdot x + 450 + 60 \cdot x = 9900 \Rightarrow 105 \cdot x + 450 = 9900\). 4. Isolieren von \(x\): \(105 \cdot x = 9450 \Rightarrow x = 90\). 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 \(90\,\text{l/min}\).
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.
4240227
Eine Wandergruppe plant eine Tour zu einer Berghütte und auf demselben Weg wieder zurück. Für den Aufstieg rechnet die Gruppe mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von \(3\,\text{km/h}\), für den Abstieg mit \(5\,\text{km/h}\). Die Gruppe möchte insgesamt \(6\) Stunden unterwegs sein, wobei eine Pause von \(2\) Stunden an der Hütte fest eingeplant ist. Bestimme die Länge der einfachen Wegstrecke bis zur Hütte.

Denkanstöße

- Wie viel Zeit verbringt die Gruppe tatsächlich mit Wandern, wenn man die Pause abzieht? - Stelle für den Hinweg und den Rückweg jeweils einen Ausdruck für die benötigte Zeit auf. - Welche Größe bleibt bei beiden Wegen gleich? Nutze diese als Unbekannte. - Wie hängen Geschwindigkeit, Weg und Zeit zusammen?

Lösung

1. Bestimmung der reinen Gehzeit: Von der Gesamtzeit von \(6\) Stunden wird die Pausenzeit abgezogen: \(6\,\text{h} - 2\,\text{h} = 4\,\text{h}\). 2. Aufstellen der Gleichung: Sei \(s\) die Entfernung zur Hütte in Kilometern. Die Zeit für den Aufstieg ist \(t_{auf} = \frac{s}{3}\) und für den Abstieg \(t_{ab} = \frac{s}{5}\). Die Summe beider Zeiten muss der reinen Gehzeit entsprechen: \(\frac{s}{3} + \frac{s}{5} = 4\). 3. Lösen der Gleichung: Multiplikation mit dem Hauptnenner \(15\) ergibt \(5s + 3s = 60\). Dies führt zu \(8s = 60\). Durch Division ergibt sich \(s = 7{,}5\).

Antwort

Die einfache Wegstrecke zur Hütte beträgt \(7{,}5\,\text{km}\).
4240257
Ein Radfahrer fährt eine Strecke mit einer Geschwindigkeit von \(15\,\text{km/h}\). Auf dem Rückweg fährt er die erste Hälfte der Strecke mit derselben Geschwindigkeit, muss dann aber wegen starkem Gegenwind die zweite Hälfte mit nur \(10\,\text{km/h}\) zurücklegen. Dadurch benötigt er für den Rückweg \(12\,\text{Minuten}\) länger als für den Hinweg. Berechne die Länge der einfachen Strecke.

Denkanstöße

- Kannst du die benötigte Zeit für den Hinweg und den Rückweg mithilfe einer Unbekannten ausdrücken? - Achte darauf, dass alle Zeitangaben in derselben Einheit (Stunden) stehen, bevor du sie in eine Gleichung einsetzt. - Wie hängen Geschwindigkeit, Weg und Zeit zusammen? - Kannst du den Rückweg in zwei separate Teilstrecken zerlegen?

Lösung

1. Variable \(x\) für die gesuchte Strecke in \(\text{km}\) festlegen. 2. Zeit für den Hinweg als Term formulieren: \(t_1 = \frac{x}{15}\). 3. Zeit für den Rückweg aus zwei Teilen zusammensetzen: \(t_2 = \frac{0{,}5x}{15} + \frac{0{,}5x}{10}\). 4. Zeitdifferenz in Stunden umrechnen: \(12\,\text{min} = \frac{12}{60}\,\text{h} = 0{,}2\,\text{h}\). 5. Gleichung gemäß der Differenz aufstellen: \(t_2 - t_1 = 0{,}2\). 6. Gleichung vereinfachen: \(\frac{x}{30} + \frac{x}{20} - \frac{x}{15} = 0{,}2\). 7. Auf den Hauptnenner \(60\) bringen: \(\frac{2x + 3x - 4x}{60} = 0{,}2 \implies \frac{x}{60} = 0{,}2\). 8. Nach \(x\) auflösen: \(x = 0{,}2 \cdot 60 = 12\). Die Strecke beträgt \(12\,\text{km}\).

Antwort

Die einfache Strecke ist \(12\,\text{km}\) lang.
4240287
Ein Ausflugsschiff fährt auf einem Fluss mit einer Eigengeschwindigkeit von \(15\,\text{km/h}\). Die Fließgeschwindigkeit des Wassers beträgt \(3\,\text{km/h}\). Das Schiff startet an einer Anlegestelle, fährt flussabwärts zu einer Sehenswürdigkeit, legt dort für genau eine Stunde an und kehrt dann zum Startpunkt zurück. Der gesamte Ausflug dauert insgesamt \(4\) Stunden. In welcher Entfernung vom Startpunkt befindet sich die Sehenswürdigkeit?

Denkanstöße

- Wie viel Zeit verbringt das Schiff tatsächlich mit Fahren? - Überlege dir, wie schnell das Schiff auf dem Hinweg (mit der Strömung) und auf dem Rückweg (gegen die Strömung) ist. - Welche mathematische Beziehung besteht zwischen der Entfernung, der Geschwindigkeit und der benötigten Zeit?

Lösung

1. Berechnung der reinen Fahrzeit durch Abzug der Pausenzeit von der Gesamtzeit: \(4\,\text{h} - 1\,\text{h} = 3\,\text{h}\). 2. Bestimmung der Geschwindigkeiten: flussabwärts \(15\,\text{km/h} + 3\,\text{km/h} = 18\,\text{km/h}\) und flussaufwärts \(15\,\text{km/h} - 3\,\text{km/h} = 12\,\text{km/h}\). 3. Aufstellen der Gleichung für die Entfernung \(d\): \(\frac{d}{18} + \frac{d}{12} = 3\). 4. Erweitern auf den Hauptnenner \(36\): \(\frac{2d}{36} + \frac{3d}{36} = 3\). 5. Lösen der Gleichung: \(\frac{5d}{36} = 3 \implies 5d = 108 \implies d = 21{,}6\).

Antwort

Die Sehenswürdigkeit befindet sich in einer Entfernung von \(21{,}6\,\text{km}\).
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: \(7 \cdot x - 3 \cdot (15 - x) = P\). 3. Termumformung: \(7 \cdot x - 45 + 3 \cdot x = 10 \cdot x - 45\). 4. Lösung für Teil a): \(10 \cdot x - 45 = 55 \implies 10 \cdot x = 100 \implies x = 10\). Es gab \(10\) Treffer. 5. Untersuchung für Teil b): \(10 \cdot x - 45 = 50 \implies 10 \cdot x = 95 \implies x = 9{,}5\). 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 hat den Auftrag, eine Parkfläche zu bearbeiten. Geplant ist eine tägliche Leistung von \(400\,\text{m}^2\). Da das Team jedoch täglich \(100\,\text{m}^2\) mehr schafft als geplant, ist es \(2\,\text{Tage}\) früher fertig und hat bis dahin insgesamt \(200\,\text{m}^2\) mehr als die ursprünglich vorgesehene 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 \(P = 400 \cdot x\). Tatsächliche Fläche \(A = (400 + 100) \cdot (x - 2) = 500 \cdot (x - 2)\). 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 \(4800\,\text{m}^2\).
4240607
Ein Lkw und ein Pkw fahren auf einer \(450\,\text{km}\) langen Autobahnstrecke direkt aufeinander zu. Sie starten zur gleichen Zeit an den entgegengesetzten Enden der Strecke. Der Pkw fährt im Durchschnitt um \(30\,\text{km/h}\) schneller als der Lkw. Nach genau \(3\,\text{Stunden}\) begegnen sie sich. Berechne die Durchschnittsgeschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge.

Denkanstöße

- Was wissen wir über die Summe der Wege, die beide Fahrzeuge bis zum Zeitpunkt des Treffens zurückgelegt haben? - Wie hängen die Geschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge zusammen? - Kannst du eine Variable für die unbekannte Geschwindigkeit eines Fahrzeugs wählen? - Überlege, wie man die Strecke berechnet, wenn Geschwindigkeit und Zeit bekannt sind.

Lösung

1. Durchschnittsgeschwindigkeit des Lkw als \(v\) (in \(\text{km/h}\)) definieren; die Geschwindigkeit des Pkw ist dann \(v + 30\). 2. Die Summe der von beiden Fahrzeugen zurückgelegten Wege entspricht der Gesamtdistanz: \(3 \cdot v + 3 \cdot (v + 30) = 450\). 3. Gleichung vereinfachen und nach \(v\) auflösen: \(3v + 3v + 90 = 450 \Rightarrow 6v + 90 = 450 \Rightarrow 6v = 360 \Rightarrow v = 60\). 4. Geschwindigkeit des Lkw: \(60\,\text{km/h}\). 5. Geschwindigkeit des Pkw: \(60 + 30 = 90\,\text{km/h}\).

Antwort

Der Lkw fährt mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von \(60\,\text{km/h}\) und der Pkw mit \(90\,\text{km/h}\).
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 \(6{,}00\,\text{€}\).
4244077
Ein Motorboot fährt mit konstanter Geschwindigkeit relativ zum Wasser flussaufwärts. Beim Passieren einer Brücke verliert es unbemerkt einen Fender (einen schwimmenden Schutzpuffer). Das Boot setzt seine Fahrt noch \(15\) Minuten lang fort, bevor der Fahrer den Verlust bemerkt. Er wendet sofort und fährt mit derselben Geschwindigkeit relativ zum Wasser stromabwärts zurück. Er holt den Fender genau an einer zweiten Brücke ein, die sich \(1{,}2\,\text{km}\) flussabwärts von der ersten Brücke befindet. Berechne die Fließgeschwindigkeit des Flusses in \(\text{km/h}\).

Denkanstöße

- Stell dir vor, du würdest in einem Boot sitzen, das in einem See ohne Strömung fährt. Wie lange bräuchtest du für den Rückweg? - Überlege, wie sich die Strömung auf die Geschwindigkeit des Bootes und des Fenders auswirkt, wenn man sie vom Ufer aus betrachtet. - Wie viel Zeit vergeht insgesamt, bis der Fender wieder beim Boot ist? - Welche Strecke hat der Fender in dieser Gesamtzeit relativ zum Ufer zurückgelegt?

Lösung

1. Betrachtung im Bezugssystem des fließenden Wassers: Da sich das Boot relativ zum Wasser mit konstanter Geschwindigkeit bewegt und der Fender im Wasser ruht, benötigt das Boot für den Rückweg zum Fender genau dieselbe Zeit wie für den Hinweg, also \(15\) Minuten. 2. Berechnung der Gesamtzeit: Die Zeitspanne vom Verlust des Fenders bis zum Einholen beträgt \(15\,\text{min} + 15\,\text{min} = 30\,\text{min}\). Umgerechnet in Stunden ergibt dies \(0{,}5\,\text{h}\). 3. Bestimmung der Fließgeschwindigkeit: Der Fender legt im Bezugssystem des Ufers in dieser Zeit die Strecke zwischen den Brücken zurück (\(1{,}2\,\text{km}\)). Da er mit der Strömung treibt, entspricht seine Geschwindigkeit der Fließgeschwindigkeit \(v_F\). 4. Berechnung: \(v_F = \frac{s}{t} = \frac{1{,}2\,\text{km}}{0{,}5\,\text{h}} = 2{,}4\,\text{km/h}\).

Antwort

Die Fließgeschwindigkeit des Flusses beträgt \(2{,}4\,\text{km/h}\).
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: \(10 \cdot (x + 5) + 50\) für den ersten Tank und \(15 \cdot x + 30\) für den zweiten Tank. 3. Gleichsetzen der Terme aufgrund der identischen Anfangsmenge: \(10 \cdot x + 50 + 50 = 15 \cdot x + 30\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(10 \cdot x + 100 = 15 \cdot x + 30\). 5. Isolieren der Variable: \(70 = 5 \cdot x \implies x = 14\). 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 \(1{,}5\,\text{kg} = 1\,500\,\text{g}\). 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 \(20 \cdot (50 + x) = 1\,500\). 4. Gleichung lösen: \(1\,000 + 20x = 1\,500\), also \(20x = 500\) und damit \(x = 25\).

Antwort

Es müssen \(25\,\text{l}\) Wasser hinzugefügt werden.
4268177
Anna und Ben machen ein Lauftraining auf einer langen, geraden Strecke. Ben hat bereits einen Vorsprung von \(400\,\text{m}\) und läuft mit einer konstanten Geschwindigkeit von \(9\,\text{km/h}\). Anna läuft ihm vom selben Startpunkt aus mit \(12\,\text{km/h}\) hinterher. a) Nach wie vielen Minuten holt Anna ihren Freund Ben ein? b) Erkläre kurz, warum Anna Ben niemals einholen würde, wenn Ben mit einer Geschwindigkeit von \(13\,\text{km/h}\) laufen würde.

Denkanstöße

- Achte darauf, dass die Geschwindigkeiten in \(\text{km/h}\) angegeben sind, der Vorsprung aber in Metern. - Wie viele Meter legt Anna pro Minute mehr zurück als Ben? - Kannst du für beide Personen einen Term aufstellen, der die Entfernung vom Startpunkt nach einer bestimmten Zeit beschreibt? - Was passiert mit dem Abstand, wenn die vordere Person schneller ist als die hintere?

Lösung

1. Umrechnung der Geschwindigkeiten von \(\text{km/h}\) in \(\text{m/min}\): \(12\,\text{km/h} = 12\,000\,\text{m} : 60\,\text{min} = 200\,\text{m/min}\) und \(9\,\text{km/h} = 9\,000\,\text{m} : 60\,\text{min} = 150\,\text{m/min}\). 2. Aufstellen einer Gleichung für die Zeit \(t\) in Minuten, nach der beide die gleiche Strecke vom Startpunkt aus zurückgelegt haben: \(200 \cdot t = 150 \cdot t + 400\). 3. Subtraktion von \(150 \cdot t\) auf beiden Seiten: \(50 \cdot t = 400\). 4. Division durch \(50\): \(t = 8\). 5. Anna holt Ben nach \(8\,\text{Minuten}\) ein. 6. Wenn die Geschwindigkeit des Verfolgten (\(13\,\text{km/h}\)) größer ist als die des Verfolgers (\(12\,\text{km/h}\)), vergrößert sich der Abstand zwischen beiden kontinuierlich, sodass ein Einholen mathematisch unmöglich ist.

Antwort

a) Anna holt Ben nach \(8\,\text{Minuten}\) ein. b) Wenn Ben schneller läuft als Anna (\(13\,\text{km/h} > 12\,\text{km/h}\)), wird der Abstand zwischen ihnen mit der Zeit immer größer statt kleiner.
4279467
Bei einem Dreieck ist die zweite Seite um \(3\,\text{cm}\) länger als die erste Seite. Die dritte Seite ist doppelt so lang wie die erste Seite. Der Umfang des Dreiecks beträgt insgesamt \(35\,\text{cm}\). Berechne die Längen aller drei Seiten und prüfe durch eine Rechnung, ob die Dreiecksungleichung erfüllt ist (die Summe der zwei kürzeren Seiten muss größer sein als die längste Seite).

Denkanstöße

- Wähle die kleinste Seite als Basis für deine Unbekannte. - Wie hängen die drei Seiten mathematisch zusammen? Versuche, jede Seite durch denselben Buchstaben auszudrücken. - Wie lautet die Formel für den Umfang eines allgemeinen Dreiecks? - Nachdem du die Werte berechnet hast, schau dir an, ob die drei Längen tatsächlich ein geschlossenes Dreieck bilden könnten.

Lösung

1. Festlegen der Variablen: Sei \(x\) die Länge der ersten Seite in \(\text{cm}\). 2. Ausdrücke für die weiteren Seiten: Die zweite Seite ist \(x + 3\) und die dritte Seite ist \(2 \cdot x\). 3. Aufstellen der Gleichung für den Umfang: \(x + (x + 3) + 2x = 35\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(4x + 3 = 35\). 5. Lösen nach \(x\): \(4x = 32 \implies x = 8\). 6. Berechnung der Seitenlängen: Erste Seite \(8\,\text{cm}\), zweite Seite \(8 + 3 = 11\,\text{cm}\), dritte Seite \(2 \cdot 8 = 16\,\text{cm}\). 7. Überprüfung der Dreiecksungleichung: Die kürzeren Seiten sind \(8\,\text{cm}\) und \(11\,\text{cm}\). Da \(8 + 11 = 19\) und \(19 > 16\), ist die Bedingung erfüllt.

Antwort

Die Seitenlängen betragen \(8\,\text{cm}\), \(11\,\text{cm}\) und \(16\,\text{cm}\). Die Dreiecksungleichung ist erfüllt, da \(8\,\text{cm} + 11\,\text{cm} = 19\,\text{cm}\) und dies größer als \(16\,\text{cm}\) ist.
4279487
Für ein Schulfest werden zwei rechteckige Werbebanner angefertigt. Beide Banner sind genau \(1{,}20\,\text{m}\) hoch. Das längere Banner ist \(50\,\text{cm}\) länger als das kürzere. Zusammen haben beide Banner eine Fläche von \(4{,}20\,\text{m}^2\). Bestimme die Längen der beiden Banner.

Denkanstöße

- Achte darauf, dass alle Längenangaben in derselben Einheit (Meter oder Zentimeter) verwendet werden. - Wenn du die Länge eines Banners als Unbekannte bezeichnest, wie drückst du dann die Länge des anderen aus? - Aus welchen zwei Teilflächen setzt sich die angegebene Gesamtfläche zusammen? - Kannst du eine Gleichung für die Summe der Flächen aufstellen?

Lösung

1. Festlegen der Länge des kürzeren Banners als Variable \(l\) (in \(\text{m}\)) 2. Ausdruck der Länge des längeren Banners: \(l + 0{,}5\,\text{m}\) 3. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtfläche: \(1{,}2 \cdot l + 1{,}2 \cdot (l + 0{,}5) = 4{,}2\) 4. Ausmultiplizieren und Zusammenfassen: \(2{,}4 \cdot l + 0{,}6 = 4{,}2\) 5. Isolieren des Terms mit \(l\): \(2{,}4 \cdot l = 3{,}6\) 6. Berechnung der kurzen Länge: \(l = 1{,}5\,\text{m}\) 7. Berechnung der langen Länge: \(1{,}5\,\text{m} + 0{,}5\,\text{m} = 2{,}0\,\text{m}\)

Antwort

Das kürzere Banner ist \(1{,}50\,\text{m}\) lang und das längere Banner ist \(2{,}00\,\text{m}\) lang.
4280107
Zwei Züge verlassen gleichzeitig einen Bahnhof in genau entgegengesetzte Richtungen. Nach einer Fahrzeit von \(1{,}5\,\text{Stunden}\) beträgt die Entfernung zwischen den beiden Zügen \(225\,\text{km}\). Die Geschwindigkeit des langsameren Zuges entspricht genau \(\frac{2}{3}\) der Geschwindigkeit des schnelleren Zuges. Ermittle die Geschwindigkeiten der beiden Züge in \(\text{km/h}\).

Denkanstöße

- Wenn sich zwei Objekte voneinander entfernen, wie berechnet man dann ihre gesamte Entfernung nach einer bestimmten Zeit? - Wie kannst du das Verhältnis der Geschwindigkeiten als mathematischen Ausdruck mit einer Variablen schreiben? - Kannst du berechnen, wie viele Kilometer die beiden Züge zusammen pro Stunde zurücklegen?

Lösung

1. Festlegung der Variablen: Sei \(v\) die Geschwindigkeit des schnelleren Zuges in \(\text{km/h}\). Der langsamere Zug hat dann die Geschwindigkeit \(\frac{2}{3} \cdot v\). 2. Aufstellen der Gleichung für die Entfernung nach \(1{,}5\,\text{Stunden}\): \(1{,}5 \cdot v + 1{,}5 \cdot \frac{2}{3} \cdot v = 225\). 3. Vereinfachen der Gleichung: \(1{,}5 \cdot v + 1 \cdot v = 225\), also \(2{,}5 \cdot v = 225\). 4. Lösen der Gleichung nach \(v\): \(v = 225 : 2{,}5 = 90\). 5. Berechnung der zweiten Geschwindigkeit: \(\frac{2}{3} \cdot 90 = 60\). Die Geschwindigkeiten betragen \(90\,\text{km/h}\) und \(60\,\text{km/h}\).

Antwort

Der schnellere Zug fährt mit \(90\,\text{km/h}\), der langsamere Zug mit \(60\,\text{km/h}\).
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 \(2 \cdot (x + 20)\). 3. Erstellen der Gleichung für die Gesamtlänge: \(x + (x + 20) + 2 \cdot (x + 20) = 320\). 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.
4280377
Ein Güterzug fährt um 10:00 Uhr mit einer konstanten Geschwindigkeit von \(60\,\text{km/h}\) im Bahnhof A ab. Er fährt in Richtung Bahnhof B, der \(180\,\text{km}\) entfernt ist. Um 10:30 Uhr fährt ein Personenzug vom Bahnhof B in Richtung A ab. Seine Geschwindigkeit ist um \(30\,\text{km/h}\) höher als die des Güterzugs. Bestimme mithilfe einer Gleichung, wie viele Minuten nach seiner Abfahrt der Personenzug dem Güterzug begegnet.

Denkanstöße

- Welche Strecke legt der erste Zug bereits zurück, bevor der zweite überhaupt startet? - Wie hängen die Geschwindigkeiten der beiden Züge zusammen? - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der die Summe der von beiden Zügen zurückgelegten Strecken der Gesamtentfernung entspricht? - Achte darauf, alle Zeitangaben in der gleichen Einheit (z. B. Stunden) zu verwenden, bevor du die Gleichung löst.

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die Zeit in Stunden, die der Personenzug bis zum Treffen fährt. 2. Bestimmung der Geschwindigkeiten: Geschwindigkeit des Güterzugs \(v_G = 60\,\text{km/h}\). Geschwindigkeit des Personenzugs \(v_P = 60\,\text{km/h} + 30\,\text{km/h} = 90\,\text{km/h}\). 3. Zeitdauer der Fahrt: Da der Güterzug \(30\,\text{Minuten}\) (\(0{,}5\,\text{Stunden}\)) früher startet, beträgt seine Fahrzeit bis zum Treffen \((x + 0{,}5)\,\text{Stunden}\). 4. Aufstellen der Gleichung für die gesamte Strecke: \(60 \cdot (x + 0{,}5) + 90 \cdot x = 180\). 5. Lösen der Gleichung: \(60x + 30 + 90x = 180 \implies 150x = 150 \implies x = 1\). 6. Umrechnung in Minuten: \(1\,\text{Stunde} = 60\,\text{Minuten}\).

Antwort

Der Personenzug begegnet dem Güterzug \(60\,\text{Minuten}\) nach seiner Abfahrt.
4280737
Zwei Wanderer, Anton und Bernd, starten gemeinsam im Dorf A und gehen auf einem geraden Weg zum See B. Anton geht mit einer konstanten Geschwindigkeit von \(6\,\text{km/h}\), Bernd mit \(4\,\text{km/h}\). Anton erreicht den See, macht dort \(10\,\text{Minuten}\) Pause und geht dann auf demselben Weg zurück in Richtung Dorf A. Er trifft Bernd in einer Entfernung von \(2\,\text{km}\) vom See. Wie weit ist der See vom Dorf entfernt?

Denkanstöße

- Stelle für beide Personen eine Formel für die Zeit bis zum Treffpunkt auf. - Beachte, dass eine Person eine Pause macht und eine zusätzliche Teilstrecke zurücklegt. - Wandle alle Zeitangaben in die gleiche Einheit (Stunden) um, damit sie zur Geschwindigkeit in km/h passen. - Welche Strecke hat die langsamere Person zum Zeitpunkt des Treffens zurückgelegt, wenn sie noch nicht am Ziel angekommen ist?

Lösung

1. Sei \(s\) die gesuchte Entfernung in \(\text{km}\). 2. Berechnung der Zeit, die Anton bis zum Treffpunkt benötigt: Für den Hinweg braucht er \(\frac{s}{6}\,\text{h}\), dazu kommen \(10\,\text{Minuten} = \frac{1}{6}\,\text{h}\) Pause und für die \(2\,\text{km}\) Rückweg \(\frac{2}{6}\,\text{h}\). Gesamtzeit: \(t_A = \frac{s}{6} + \frac{1}{6} + \frac{2}{6} = \frac{s+3}{6}\,\text{h}\). 3. Berechnung der Zeit für Bernd bis zum Treffpunkt: Da er \(2\,\text{km}\) vor dem See ist, hat er \(s - 2\,\text{km}\) zurückgelegt. Zeit: \(t_B = \frac{s-2}{4}\,\text{h}\). 4. Da beide zur gleichen Zeit starten und sich treffen, gilt \(t_A = t_B\): \(\frac{s+3}{6} = \frac{s-2}{4}\). 5. Lösen der Gleichung durch Multiplikation über Kreuz: \(4 \cdot (s+3) = 6 \cdot (s-2) \Rightarrow 4s + 12 = 6s - 12 \Rightarrow 24 = 2s \Rightarrow s = 12\). 6. Die Entfernung zwischen Dorf und See beträgt \(12\,\text{km}\).

Antwort

Die Entfernung vom Dorf zum See beträgt \(12\,\text{km}\).
4120067
Eine Schülergruppe plant ein Klassenfest und hat ein Budget von insgesamt \(30\,\text{€}\) für Getränke. Sie kaufen zuerst \(12\) Flaschen Mineralwasser für jeweils \(0{,}75\,\text{€}\). Vom restlichen Geld möchten sie so viele Flaschen Apfelsaft wie möglich kaufen. Eine Flasche Apfelsaft kostet \(1{,}40\,\text{€}\). Stelle eine Gleichung auf, mit der du die Anzahl der Flaschen Apfelsaft (\(x\)) berechnen kannst, und bestimme, wie viele Flaschen die Gruppe höchstens kaufen kann.

Denkanstöße

- Überlege zuerst, wie viel Geld nach dem Kauf des Wassers noch übrig bleibt. - Wie kannst du die Gesamtkosten aus den Kosten für Wasser und Saft zusammensetzen? - Was ist das Ziel: Das Budget darf nicht überschritten werden. Welche mathematische Operation hilft dir, den Restbetrag auf die Flaschen aufzuteilen?

Lösung

1. Berechnung der Kosten für das Mineralwasser: \(12 \cdot 0{,}75\,\text{€} = 9{,}00\,\text{€}\). 2. Aufstellen der Gleichung für das Gesamtbudget: \(9 + 1{,}40 \cdot x = 30\). 3. Subtraktion der Wasserkosten vom Budget: \(1{,}40 \cdot x = 30 - 9 \Rightarrow 1{,}40 \cdot x = 21\). 4. Division durch den Preis pro Saftflasche: \(x = 21 : 1{,}40 = 15\).

Antwort

Die Gleichung lautet \(12 \cdot 0{,}75 + 1{,}40 \cdot x = 30\) (oder \(9 + 1{,}40 \cdot x = 30\)). Die Gruppe kann höchstens \(15\) Flaschen Apfelsaft kaufen.
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.
4120397
Für eine Absperrung werden Pfosten in gleichmäßigen Abständen gesetzt. Der Abstand zwischen den Pfosten ist dabei genauso groß wie der Abstand der äußeren Pfosten zum Anfang bzw. Ende der Strecke. Wählt man einen Abstand von \(4\,\text{m}\), benötigt man eine bestimmte Anzahl an Pfosten. Verkürzt man den Abstand auf \(2{,}50\,\text{m}\), so werden 3 Pfosten mehr benötigt als zuvor. Bestimme die Gesamtlänge der Absperrung.

Denkanstöße

- Stelle eine Formel für die Gesamtlänge auf, die die Anzahl der Pfosten als Variable nutzt. - Überlege dir, wie sich die Anzahl der Zwischenräume ändert, wenn 3 Pfosten dazukommen. - Da die Gesamtlänge der Strecke in beiden Fällen gleich ist, kannst du die beiden Ausdrücke gleichsetzen.

Lösung

1. Sei \(x\) die ursprüngliche Anzahl der Pfosten. Die Anzahl der Zwischenräume ist dann \(x + 1\). 2. Die Gesamtlänge \(L\) lässt sich ausdrücken als: \(L = (x + 1) \cdot 4\). 3. Im zweiten Fall werden \(x + 3\) Pfosten verwendet, was \(x + 3 + 1 = x + 4\) Zwischenräume ergibt. 4. Die Gesamtlänge \(L\) bleibt gleich: \(L = (x + 4) \cdot 2{,}50\). 5. Gleichsetzen der Ausdrücke: \(4 \cdot (x + 1) = 2{,}50 \cdot (x + 4)\). 6. Lösen der Gleichung: \(4 \cdot x + 4 = 2{,}50 \cdot x + 10 \Rightarrow 1{,}50 \cdot x = 6 \Rightarrow x = 4\). 7. Berechnung der Gesamtlänge: \(L = (4 + 1) \cdot 4 = 20\,\text{m}\).

Antwort

Die Gesamtlänge der Absperrung beträgt \(20\,\text{m}\).
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. 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: \(9 \cdot x = 72\). 5. Lösung der Gleichung nach \(x\): \(x = 72 : 9 = 8\).

Antwort

Ab dem 13. Tag müssen insgesamt 8 Programmierer an dem Projekt arbeiten.
4125607
Lukas und Maya haben jeweils genau \(4{,}80\,\text{m}\) Draht für ein Kantenmodell zur Verfügung. Lukas entscheidet sich für einen Würfel. Maya baut einen Quader mit quadratischer Grundfläche, dessen Höhe genau doppelt so groß ist wie eine Kante seiner Grundfläche. Bestimme den Unterschied zwischen den Höhen der beiden Modelle in Zentimetern.

Denkanstöße

- Berechne zuerst die Höhe für jedes Modell einzeln. - Überlege dir für jedes Modell, aus wie vielen Einzelstücken welcher Länge der Draht besteht. - Wie verteilen sich die zwölf Kanten bei einem Würfel und bei einem Quader mit quadratischer Grundfläche auf die jeweiligen Kantenlängen?

Lösung

1. Modell Lukas (Würfel): Ein Würfel hat 12 gleich lange Kanten. Sei \(s\) die Kantenlänge. \(12 \cdot s = 480\,\text{cm} \implies s = 40\,\text{cm}\). Die Höhe beträgt \(40\,\text{cm}\). 2. Modell Maya (Quader): Sei \(a\) die Grundkante. Die Höhe ist \(h = 2 \cdot a\). Ein Quader mit quadratischer Grundfläche hat 8 Grundkanten und 4 Höhenkanten. Gesamtlänge: \(8 \cdot a + 4 \cdot (2 \cdot a) = 16 \cdot a\). 3. Berechnung für Maya: \(16 \cdot a = 480\,\text{cm} \implies a = 30\,\text{cm}\). Die Höhe ist \(h = 2 \cdot 30\,\text{cm} = 60\,\text{cm}\). 4. Differenz berechnen: \(60\,\text{cm} - 40\,\text{cm} = 20\,\text{cm}\).

Antwort

Die Höhe von Mayas Modell ist um \(20\,\text{cm}\) größer als die von Lukas’ Modell.
4125647
Ein rechteckiges Hinweisschild ist doppelt so lang wie es hoch ist. Wenn man die Höhe um \(3\,\text{cm}\) vergrößert und die Länge um \(2\,\text{cm}\) verringert, nimmt der Flächeninhalt des Schildes um \(30\,\text{cm}^2\) zu. Berechne die ursprüngliche Höhe und Länge des Schildes.

Denkanstöße

- Drücke zuerst die Länge durch die Höhe aus. Wenn die Höhe \(x\) ist, wie groß ist dann die Länge? - Stelle einen Term für den ersten Flächeninhalt auf. - Stelle Terme für die veränderten Seitenlängen auf und berechne damit den neuen Flächeninhalt. - Verbinde beide Flächeninhalte in einer Gleichung, indem du die Zunahme von \(30\,\text{cm}^2\) berücksichtigst. - Lasse dich nicht von den Quadraten abschrecken – sie fallen beim Vereinfachen weg.

Lösung

1. Variablen festlegen: Ursprüngliche Höhe \(h = x\), ursprüngliche Länge \(l = 2 \cdot x\). Ursprünglicher Flächeninhalt \(A_1 = x \cdot 2 \cdot x = 2 \cdot x^2\). 2. Neue Maße: Neue Höhe \(h_{neu} = x + 3\), neue Länge \(l_{neu} = 2 \cdot x - 2\). 3. Neuer Flächeninhalt: \(A_2 = (x + 3) \cdot (2 \cdot x - 2) = 2 \cdot x^2 - 2 \cdot x + 6 \cdot x - 6 = 2 \cdot x^2 + 4 \cdot x - 6\). 4. Gleichung aufstellen (\(A_2 = A_1 + 30\)): \(2 \cdot x^2 + 4 \cdot x - 6 = 2 \cdot x^2 + 30\). 5. Lösen der linearen Gleichung: \(4 \cdot x - 6 = 30 \implies 4 \cdot x = 36 \implies x = 9\). 6. Maße berechnen: Höhe \(9\,\text{cm}\), Länge \(2 \cdot 9 = 18\,\text{cm}\).

Antwort

Das Schild war ursprünglich \(9\,\text{cm}\) hoch und \(18\,\text{cm}\) lang.
4125677
Für eine Tombola wurden 500 Lose vorbereitet. Ursprünglich sollte jedes Los für \(1{,}50\,\text{€}\) verkauft werden. Am Vormittag wurden 300 Lose im Rahmen einer Sonderaktion für durchschnittlich \(1{,}10\,\text{€}\) pro Los verkauft. Welchen Preis muss man für die restlichen 200 Lose festlegen, damit genau der ursprünglich geplante Gesamterlös erreicht wird? Stelle dazu eine Gleichung auf und löse sie.

Denkanstöße

- Berechne zuerst, wie viel Geld die Organisatoren insgesamt einnehmen wollten. - Wie viel Geld wurde trotz des niedrigeren Preises am Vormittag eingenommen? - Wie viel Geld muss jetzt mit den restlichen Losen noch eingenommen werden? - Kannst du daraus den Preis für ein einzelnes der verbleibenden Lose bestimmen?

Lösung

1. Der ursprünglich geplante Gesamterlös beträgt \(500 \cdot 1{,}50 = 750\) Euro. Sei \(x\) der Preis eines der restlichen 200 Lose. 2. Gleichung: \(300 \cdot 1{,}10 + 200 \cdot x = 750\). 3. Vereinfachen: \(330 + 200 \cdot x = 750\). 4. Subtraktion von \(330\): \(200 \cdot x = 420\). 5. Division durch \(200\): \(x = 2{,}10\).

Antwort

Der Preis für die restlichen Lose muss auf \(2{,}10\,\text{€}\) festgelegt werden.
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 \(5 \cdot x\). 2. Gleichung für die Summe aufstellen: \(x + 5 \cdot x = 60\). 3. Lösen: \(6 \cdot x = 60 \Rightarrow x = 10\). Marie ist \(10\) Jahre alt, Opa Heinz ist \(50\) Jahre alt. 4. Variable \(y\) für die Jahre in der Zukunft festlegen. Gleichung aufstellen: \(50 + y = 3 \cdot (10 + y)\). 5. Klammer auflösen und nach \(y\) auflösen: \(50 + y = 30 + 3 \cdot y \Rightarrow 20 = 2 \cdot y \Rightarrow y = 10\).

Antwort

a) Marie ist heute \(10\) Jahre alt und Opa Heinz ist \(50\) Jahre alt. b) Das wird in \(10\) Jahren der Fall sein.
4125767
Zwei Wanderer, Herr Schmidt und Frau Weber, starten an den Endpunkten eines \(17\,\text{km}\) langen Wanderwegs. Herr Schmidt läuft um 14:00 Uhr mit \(4\,\text{km/h}\) los. Frau Weber startet erst um 14:30 Uhr am anderen Ende und läuft ihm mit \(6\,\text{km/h}\) entgegen. a) Um wie viel Uhr treffen sie sich? b) Wie viele Kilometer von Herrn Schmidts Startpunkt entfernt findet das Treffen statt?

Denkanstöße

- Überlege dir, wie lange jeder der beiden Wanderer unterwegs ist, wenn sie sich treffen. - Wenn Herr Schmidt \(t\) Stunden wandert, wie lange ist Frau Weber dann unterwegs, wenn sie 30 Minuten später startet? - Die Summe der von beiden zurückgelegten Strecken muss genau der Gesamtlänge des Weges entsprechen.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung für die Zeit \(t\) in Stunden seit 14:00 Uhr: Herr Schmidts Weg ist \(4 \cdot t\), Frau Webers Weg ist \(6 \cdot (t - 0{,}5)\), da sie eine halbe Stunde später startet. 2. Die Summe der Wege ergibt die Gesamtstrecke: \(4 \cdot t + 6 \cdot (t - 0{,}5) = 17\). 3. Lösen der Gleichung: \(4 \cdot t + 6 \cdot t - 3 = 17 \implies 10 \cdot t = 20 \implies t = 2\). 4. Bestimmung der Uhrzeit: 14:00 Uhr + 2 Stunden = 16:00 Uhr. 5. Berechnung der Entfernung von Schmidts Startpunkt: \(s = 4\,\text{km/h} \cdot 2\,\text{h} = 8\,\text{km}\).

Antwort

a) Sie treffen sich um 16:00 Uhr. b) Das Treffen findet \(8\,\text{km}\) von Herrn Schmidts Startpunkt entfernt statt.
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 sein wird. 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): \(M = 4 \cdot L\). 3. Zweite Bedingung (in 6 Jahren): \(M + 6 = 3 \cdot (L + 6)\). 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. Subtraktion von 1: \(1 - \frac{33}{40} = \frac{7}{40}\) 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.
4137527
In einem Rechteck ist die eine Seite genau \(5\,\text{cm}\) länger als die andere. Wenn man die längere Seite um \(2\,\text{cm}\) verlängert und die kürzere Seite um \(3\,\text{cm}\) verlängert, nimmt der Flächeninhalt um \(66\,\text{cm}^2\) zu. Berechne die Seitenlängen des ursprünglichen Rechtecks.

Denkanstöße

- Du kannst eine Seite durch die andere ausdrücken, um nur eine Unbekannte zu verwenden, oder ein System mit zwei Variablen aufstellen. - Wie lauten die Terme für die Seitenlängen nach der jeweiligen Verlängerung? - Stelle eine Gleichung auf, die den alten Flächeninhalt mit dem neuen Flächeninhalt in Beziehung setzt. - Denke daran, dass beim Ausmultiplizieren von \((x + a) \cdot (x + b)\) quadratische Terme entstehen, die sich hier jedoch gegenseitig aufheben.

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) sei die Länge der kürzeren Seite, dann ist die längere Seite \(x + 5\). 2. Flächeninhalte ausdrücken: \(A_{\text{alt}} = x \cdot (x + 5)\). 3. Neue Seitenlängen: Die kurze Seite wird zu \(x + 3\), die lange Seite zu \((x + 5) + 2 = x + 7\). 4. Neue Fläche: \(A_{\text{neu}} = (x + 3) \cdot (x + 7)\). 5. Gleichung aufstellen: \(A_{\text{neu}} = A_{\text{alt}} + 66\). 6. Einsetzen und lösen: \((x + 3) \cdot (x + 7) = x \cdot (x + 5) + 66 \implies x^2 + 10 \cdot x + 21 = x^2 + 5 \cdot x + 66\). 7. Terme mit \(x^2\) fallen weg: \(10 \cdot x + 21 = 5 \cdot x + 66 \implies 5 \cdot x = 45 \implies x = 9\). 8. Andere Seite berechnen: \(x + 5 = 14\). Die ursprünglichen Seitenlängen sind \(9\,\text{cm}\) und \(14\,\text{cm}\).

Antwort

Die Seitenlängen des ursprünglichen Rechtecks betragen \(9\,\text{cm}\) und \(14\,\text{cm}\).
4137647
Ein Traktor verlässt einen Hof um 07:00 Uhr und fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von \(25\,\text{km/h}\) über eine Landstraße. Um 07:42 Uhr folgt ihm ein Lkw vom selben Hof aus in die gleiche Richtung. Der Lkw fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von \(60\,\text{km/h}\). Berechne, um wie viel Uhr und in welcher Entfernung vom Hof der Lkw den Traktor einholt.

Denkanstöße

- In dieser Aufgabe bewegen sich beide Fahrzeuge in die gleiche Richtung. Wie schnell nähert sich der Lkw dem Traktor an? - Berechne zuerst, wie viele Kilometer Vorsprung der Traktor hat, wenn der Lkw losfährt. - Wie lange braucht der Lkw, um diesen Vorsprung bei seiner höheren Geschwindigkeit aufzuholen? - Achte darauf, die Uhrzeit des Einholens vom Startzeitpunkt des Lkw aus zu berechnen.

Lösung

1. Zeitdifferenz berechnen: Der Zeitunterschied beträgt 42 Minuten, was \(42 : 60 = 0{,}7\,\text{h}\) entspricht. 2. Vorsprung des Traktors bestimmen: \(s_{vor} = 25\,\text{km/h} \cdot 0{,}7\,\text{h} = 17{,}5\,\text{km}\). 3. Relative Geschwindigkeit (Aufholgeschwindigkeit): \(v_{rel} = 60\,\text{km/h} - 25\,\text{km/h} = 35\,\text{km/h}\). 4. Zeit bis zum Einholen ab Start des Lkw: \(t = \frac{17{,}5\,\text{km}}{35\,\text{km/h}} = 0{,}5\,\text{h}\), also 30 Minuten. 5. Uhrzeit bestimmen: 07:42 Uhr + 30 Minuten = 08:12 Uhr. 6. Entfernung vom Hof berechnen: \(s = 60\,\text{km/h} \cdot 0{,}5\,\text{h} = 30\,\text{km}\).

Antwort

Der Lkw holt den Traktor um 08:12 Uhr in einer Entfernung von \(30\,\text{km}\) vom Hof ein.
4139507
Zwei Drahtzäune sind genau gleich lang. Der erste Zaun umschließt ein Quadrat mit der Seitenlänge \(z + 2\). Der zweite Zaun umschließt ein gleichseitiges Dreieck mit der Seitenlänge \(2z - 1\). Berechne den Wert von \(z\), für den beide Zäune die gleiche Länge haben.

Denkanstöße

- Stelle zuerst für jede der beiden Formen einen eigenen Term für den Umfang auf. - Was weißt du über die Seiten eines Quadrats und eines gleichseitigen Dreiecks? - Wenn die Zäune gleich lang sind, was bedeutet das für die beiden Terme? - Wie kannst du eine Gleichung lösen, bei der die Variable auf beiden Seiten vorkommt?

Lösung

1. Term für den Umfang des Quadrats aufstellen: \(U_{\text{Quadrat}} = 4 \cdot (z + 2)\). 2. Term für den Umfang des gleichseitigen Dreiecks aufstellen: \(U_{\text{Dreieck}} = 3 \cdot (2z - 1)\). 3. Gleichsetzen der beiden Umfangsterme: \(4 \cdot (z + 2) = 3 \cdot (2z - 1)\). 4. Ausmultiplizieren der Klammern: \(4z + 8 = 6z - 3\). 5. Ordnen der Gleichung (Variablen auf eine Seite, Zahlen auf die andere): \(8 + 3 = 6z - 4z\), daraus folgt \(11 = 2z\). 6. Division durch 2: \(z = 5{,}5\).

Antwort

Der Wert von \(z\) ist \(5{,}5\).
4141427
Ein rechteckiges Gartenstück ist \(12\,\text{m}\) lang und hat einen Flächeninhalt von \(120\,\text{m}^2\). An einer der kürzeren Seiten wird ein dreieckiges Blumenbeet so angefügt, dass dessen Grundseite genau der Breite des Rechtecks entspricht. Die Gesamtfläche von Garten und Beet beträgt nun \(150\,\text{m}^2\). Berechne die Höhe des dreieckigen Beets.

Denkanstöße

- Wie kannst du aus der Länge und dem Flächeninhalt des Rechtecks seine Breite berechnen? - Wie viel Fläche bleibt für das dreieckige Beet übrig, wenn du das Rechteck von der Gesamtfläche abziehst? - Welches Maß des Rechtecks dient als Grundseite für das Dreieck? - Stelle eine Gleichung auf, in der die Höhe des Dreiecks die gesuchte Unbekannte ist.

Lösung

1. Bestimmung der Breite des Rechtecks (Grundseite des Dreiecks): \(120 = 12 \cdot b \implies b = 10\,\text{m}\). 2. Berechnung des Flächeninhalts des dreieckigen Beets durch Subtraktion: \(A_{Beet} = 150 - 120 = 30\,\text{m}^2\). 3. Aufstellen der Gleichung für das Dreieck mit der Grundseite \(g = 10\,\text{m}\): \(30 = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot h\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(30 = 5 \cdot h\). 5. Auflösen nach der Höhe: \(h = 30 : 5 = 6\). 6. Die Höhe des Beets beträgt \(6\,\text{m}\).

Antwort

Die Höhe des dreieckigen Beets beträgt \(6\,\text{m}\).
4228447
Zwei rechteckige Blumenbeete haben die gleiche Länge. Beet A ist \(3\,\text{m}\) breit, Beet B ist \(5\,\text{m}\) breit. Da Beet B breiter ist, ist sein Flächeninhalt um \(14\,\text{m}^2\) größer als der von Beet A. a) Bestimme die Länge der Beete mithilfe einer Gleichung. b) Ein drittes Beet C ist genauso lang wie die anderen beiden, seine Breite entspricht jedoch der Summe der Breiten von Beet A und Beet B (also \(8\,\text{m}\)). Berechne den Flächeninhalt von Beet C. c) Erkläre, warum man den Flächeninhalt von Beet C berechnen kann, indem man einfach die Flächeninhalte von Beet A und Beet B addiert, ohne die Länge explizit zu nutzen.

Denkanstöße

- Was wissen wir über den Unterschied in der Breite der beiden Beete? - Wie viel mehr Fläche entsteht pro Meter Länge, wenn ein Beet \(2\,\text{m}\) breiter ist? - Schau dir die Breiten in Teil b) genau an: Wie hängen \(3\,\text{m}\), \(5\,\text{m}\) und \(8\,\text{m}\) zusammen? - Erinnerst du dich an das Distributivgesetz beim Ausmultiplizieren von Klammern?

Lösung

1. Aufstellen einer Gleichung für die Differenz der Flächeninhalte mit der Länge \(L\): \(5 \cdot L - 3 \cdot L = 14\). 2. Vereinfachen der Gleichung: \(2 \cdot L = 14\). 3. Lösen der Gleichung: \(L = 7\). Die Länge beträgt \(7\,\text{m}\). 4. Berechnung der Flächeninhalte von Beet A und Beet B: \(A_A = 7 \cdot 3 = 21\,\text{m}^2\) und \(A_B = 7 \cdot 5 = 35\,\text{m}^2\). 5. Berechnung des Flächeninhalts von Beet C: \(A_C = 7 \cdot 8 = 56\,\text{m}^2\). 6. Begründung zu Teil c): Da die Länge \(L\) bei allen Beeten gleich ist, gilt nach dem Distributivgesetz \(L \cdot (w_A + w_B) = L \cdot w_A + L \cdot w_B\). Da die Breite von Beet C die Summe der Breiten von A und B ist, muss sein Flächeninhalt die Summe der Teilflächen sein.

Antwort

a) Die Länge der Beete beträgt \(7\,\text{m}\). b) Der Flächeninhalt von Beet C beträgt \(56\,\text{m}^2\). c) Da die Länge identisch ist, lässt sich die Gesamtfläche als \(L \cdot (3 + 5)\) schreiben, was nach dem Distributivgesetz \(L \cdot 3 + L \cdot 5\) entspricht – also der Summe der Einzelbeete.
4229347
Ein Baumarkt verkauft Holzkisten in zwei verschiedenen Größen. Eine große Kiste kostet \(12{,}00\,\text{€}\), eine kleine Kiste kostet \(4{,}50\,\text{€}\). Ein Kunde kauft insgesamt für \(153{,}00\,\text{€}\) ein, wobei er dreimal so viele kleine Kisten wie große Kisten mitnimmt. a) Berechne mithilfe einer Gleichung, wie viele Kisten jeder Sorte der Kunde gekauft hat. b) Wie viel hätte der Kunde insgesamt bezahlt, wenn er bei gleicher Gesamtzahl an Kisten stattdessen doppelt so viele große wie kleine Kisten gekauft hätte?

Denkanstöße

- Beginne damit, eine Gleichung für die Gesamtkosten aufzustellen. - Was bedeutet „dreimal so viele“ mathematisch für deine Variable? - Für den zweiten Teil musst du zuerst wissen, wie viele Kisten es insgesamt sind. - Achte beim neuen Verhältnis darauf, dass die Summe der Kisten gleich bleibt.

Lösung

1. Teil a: Definition der Variablen \(x\) als Anzahl der großen Kisten. Die Anzahl der kleinen Kisten ist \(3x\). 2. Aufstellen der Gleichung: \(12 \cdot x + 4{,}5 \cdot 3x = 153\). 3. Zusammenfassen: \(12x + 13{,}5x = 153\), also \(25{,}5x = 153\). 4. Lösen: \(x = 153 : 25{,}5 = 6\). Es wurden \(6\) große und \(18\) kleine Kisten gekauft. 5. Teil b: Gesamtzahl der Kisten ist \(6 + 18 = 24\). 6. Neues Verhältnis (2 große auf 1 kleine): Sei \(y\) die Anzahl der kleinen Kisten, dann ist \(2y\) die Anzahl der großen. \(y + 2y = 24 \Rightarrow 3y = 24 \Rightarrow y = 8\). 7. Neue Mengen: \(8\) kleine Kisten und \(16\) große Kisten. 8. Kostenberechnung: \(16 \cdot 12 + 8 \cdot 4{,}5 = 192 + 36 = 228\). Ergebnis: Der neue Gesamtpreis wäre \(228{,}00\,\text{€}\).

Antwort

a) Der Kunde hat \(6\) große und \(18\) kleine Kisten gekauft. b) Er hätte insgesamt \(228{,}00\,\text{€}\) bezahlt.
4229367
Ein Schulkiosk verkauft belegte Brötchen und Brezeln. Ein belegtes Brötchen kostet \(2{,}50\,\text{€}\), eine Brezel kostet \(1{,}50\,\text{€}\). Am Ende des Tages stellt der Kioskbesitzer fest, dass er genau viermal so viele Brezeln wie Brötchen verkauft hat. Die Gesamteinnahmen aus diesen beiden Produkten belaufen sich auf \(170\,\text{€}\). Berechne die Anzahl der verkauften Brötchen und Brezeln.

Denkanstöße

- Wie kannst du die Anzahl der Brezeln mathematisch beschreiben, wenn sie vom Vierfachen der Brötchenanzahl abhängt? - Stelle eine Gleichung auf, die den Wert aller verkauften Brötchen und aller verkauften Brezeln addiert. - Achte darauf, beim Zusammenfassen der \(x\)-Werte die Dezimalzahlen korrekt zu addieren.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) sei die Anzahl der verkauften Brötchen. 2. Ausdruck für die Brezeln: Da viermal so viele Brezeln verkauft wurden, ist deren Anzahl \(4x\). 3. Aufstellen der Einnahmengleichung: \(2{,}50 \cdot x + 1{,}50 \cdot (4x) = 170\). 4. Vereinfachen des Terms für die Brezeln: \(1{,}50 \cdot 4x = 6x\). 5. Zusammenfassen der Gleichung: \(2{,}5x + 6x = 170 \Rightarrow 8{,}5x = 170\). 6. Lösen nach \(x\): \(x = 170 : 8{,}5 = 20\). 7. Berechnung der Brezelanzahl: \(4 \cdot 20 = 80\).

Antwort

Es wurden 20 belegte Brötchen und 80 Brezeln verkauft.
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.
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 = \(2 \cdot x\). 3. Aufstellen der Gleichung für das Gesamtgewicht aller Pakete: \(10 \cdot x + 5 \cdot (x + 2) + 2 \cdot (2 \cdot x) = 86\). 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 \(8\,\text{kg}\).
4230887
Zwei Gärtner besitzen jeweils ein quadratisches Beet mit der gleichen Seitenlänge \(a\). Gärtner A verlängert sein Beet an einer Seite um \(2\,\text{m}\), sodass ein größeres Rechteck entsteht. Gärtner B verlängert sein Beet an einer Seite um \(5\,\text{m}\). Dadurch ist der neue Flächeninhalt von Gärtner Bs Beet um \(15\,\text{m}^2\) größer als der neue Flächeninhalt von Gärtner A. Ermittle die ursprüngliche Seitenlänge \(a\) der quadratischen Beete.

Denkanstöße

- Skizziere die beiden neuen Beete. Was ist bei beiden gleich und was unterscheidet sie? - Stelle für beide neuen Beete einen Term für den Flächeninhalt auf. - Wie kannst du den Unterschied der beiden Flächen mathematisch ausdrücken? - Kannst du die Aufgabe lösen, ohne die quadratische Fläche \(a^2\) direkt berechnen zu müssen?

Lösung

1. Definition der Ausgangslage: Beide Beete haben die Fläche \(A_{quadrat} = a^2\). 2. Neue Flächeninhalte berechnen: Gärtner A hat nun die Fläche \(A_A = a \cdot (a + 2) = a^2 + 2a\). Gärtner B hat die Fläche \(A_B = a \cdot (a + 5) = a^2 + 5a\). 3. Differenz bilden: Der Unterschied zwischen den Flächen beträgt \(A_B - A_A = (a^2 + 5a) - (a^2 + 2a) = 3a\). 4. Gleichung aufstellen und lösen: Laut Aufgabe ist dieser Unterschied \(15\,\text{m}^2\). Also gilt \(3a = 15\). 5. Ergebnis: Durch Division durch 3 erhält man \(a = 5\,\text{m}\).

Antwort

Die ursprüngliche Seitenlänge der Beete beträgt \(5\,\text{m}\).
4231627
Die Länge eines Rechtecks ist um \(8\,\text{cm}\) größer als seine Breite. Verkürzt man die Länge um \(3\,\text{cm}\) und verlängert die Breite um \(2\,\text{cm}\), so entsteht ein neues Rechteck, das den gleichen Flächeninhalt wie das ursprüngliche Rechteck besitzt. Berechne den Umfang des ursprünglichen Rechtecks.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie du die neuen Seitenlängen ausgehend von den alten beschreiben kannst. - Was bedeutet es für die Gleichung, wenn die Flächeninhalte gleich groß sind? - Achte darauf, am Ende nicht nur die Breite, sondern den gesuchten Umfang zu berechnen.

Lösung

1. Definition der Variablen: Breite des ursprünglichen Rechtecks \(b\), Länge \(l = b + 8\) 2. Term für den ursprünglichen Flächeninhalt: \(A_1 = b \cdot (b + 8) = b^2 + 8b\) 3. Maße des neuen Rechtecks: Breite \(b + 2\), Länge \(b + 8 - 3 = b + 5\) 4. Term für den neuen Flächeninhalt: \(A_2 = (b + 2) \cdot (b + 5) = b^2 + 7b + 10\) 5. Gleichsetzen der Flächen (\(A_1 = A_2\)): \(b^2 + 8b = b^2 + 7b + 10\) 6. Lösen nach \(b\): \(b = 10\,\text{cm}\) 7. Bestimmung der ursprünglichen Maße: Breite \(10\,\text{cm}\), Länge \(18\,\text{cm}\) 8. Berechnung des Umfangs: \(U = 2 \cdot (10 + 18) = 56\,\text{cm}\)

Antwort

Der Umfang des ursprünglichen Rechtecks beträgt \(56\,\text{cm}\).
4231767
In einem Schreibwarengeschäft kauft eine Lehrkraft für ein Klassenprojekt insgesamt \(45\) Stifte für einen Gesamtbetrag von \(38{,}60\,\text{€}\). Die Auswahl besteht aus hochwertigen Filzstiften zu je \(1{,}20\,\text{€}\) und einfachen Bleistiften zu je \(0{,}50\,\text{€}\). a) Stelle eine Gleichung auf, mit der die Anzahl der Filzstifte \(x\) berechnet werden kann. b) Berechne, wie viele Stifte von jeder Sorte gekauft wurden.

Denkanstöße

- Wenn du die Anzahl einer Sorte mit \(x\) bezeichnest und die Gesamtanzahl kennst, wie kannst du dann die Anzahl der anderen Sorte ausdrücken? - Wie berechnet man den Preis für mehrere Artikel derselben Sorte? - Kannst du eine Gleichung aufstellen, die den Gesamtwert aus beiden Sorten kombiniert? - Überprüfe dein Ergebnis am Ende: Ergeben die Anzahlen zusammen \(45\) und passt der Gesamtpreis?

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) ist die Anzahl der Filzstifte. Die Anzahl der Bleistifte ist dann \(45 - x\). 2. Aufstellen der Gleichung über die Gesamtkosten: \(1{,}20 \cdot x + 0{,}50 \cdot (45 - x) = 38{,}60\). 3. Lösen der Gleichung: Klammer auflösen ergibt \(1{,}2x + 22{,}5 - 0{,}5x = 38{,}6\). Zusammenfassen der \(x\)-Glieder: \(0{,}7x + 22{,}5 = 38{,}6\). 4. Isolieren von \(x\): \(0{,}7x = 16{,}1\). Division durch \(0{,}7\): \(x = 23\). 5. Berechnung der zweiten Sorte: Anzahl Bleistifte \(= 45 - 23 = 22\). Ergebnis: Es wurden \(23\) Filzstifte und \(22\) Bleistifte gekauft.

Antwort

a) Eine mögliche Gleichung ist \(1{,}20 \cdot x + 0{,}50 \cdot (45 - x) = 38{,}60\). b) Es wurden \(23\) Filzstifte und \(22\) Bleistifte gekauft.
4231787
Ein quadratischer Spielplatz soll umgestaltet werden. Die neue Planung sieht vor, den Platz in ein Rechteck zu verwandeln, indem eine Seite um \(6\,\text{m}\) verlängert und die andere Seite um \(4\,\text{m}\) verkürzt wird. Dabei würde sich der Flächeninhalt des Platzes um \(16\,\text{m}^2\) vergrößern. a) Bestimme die Seitenlänge des ursprünglichen quadratischen Spielplatzes. b) Ein Passant behauptet: „Wenn man eine Seite um den gleichen Betrag verlängert, um den man die andere verkürzt, bleibt der Flächeninhalt immer gleich.“ Zeige durch eine Rechnung mit der Seitenlänge aus Teil a) und einer Änderung von jeweils \(5\,\text{m}\), dass diese Behauptung nicht stimmt.

Denkanstöße

- In Teil a) hilft es, die Fläche des Quadrats und die des neuen Rechtecks durch die Unbekannte auszudrücken. - Achte beim Lösen der Gleichung darauf, dass die quadratischen Terme wegfallen sollten. - In Teil b) sollst du ein konkretes Gegenbeispiel berechnen. Nutze dafür das Ergebnis aus Teil a). - Vergleiche das Ergebnis der Multiplikation mit dem ursprünglichen quadratischen Flächeninhalt.

Lösung

1. Teil a: Sei \(s\) die Seitenlänge des Quadrats in \(\text{m}\). Der Flächeninhalt ist \(A_Q = s^2\). 2. Die neuen Maße des Rechtecks sind \(s + 6\) und \(s - 4\). Der Flächeninhalt des Rechtecks ist \(A_R = (s + 6) \cdot (s - 4) = s^2 - 4s + 6s - 24 = s^2 + 2s - 24\). 3. Gleichung aufstellen: \(A_R = A_Q + 16\), also \(s^2 + 2s - 24 = s^2 + 16\). 4. Lösen der Gleichung: \(2s - 24 = 16 \Rightarrow 2s = 40 \Rightarrow s = 20\). Die ursprüngliche Seitenlänge beträgt \(20\,\text{m}\). 5. Teil b: Ursprünglicher Flächeninhalt bei \(s = 20\,\text{m}\) ist \(20 \cdot 20 = 400\,\text{m}^2\). 6. Änderung um \(5\,\text{m}\): Die neuen Seiten wären \(20 + 5 = 25\,\text{m}\) und \(20 - 5 = 15\,\text{m}\). 7. Neuer Flächeninhalt: \(25 \cdot 15 = 375\,\text{m}^2\). Da \(375 \neq 400\), ist die Behauptung widerlegt.

Antwort

a) Die ursprüngliche Seitenlänge des quadratischen Spielplatzes beträgt \(20\,\text{m}\). b) Bei einer Änderung von \(5\,\text{m}\) ergibt sich ein Flächeninhalt von \(25\,\text{m} \cdot 15\,\text{m} = 375\,\text{m}^2\). Da das ursprüngliche Quadrat \(400\,\text{m}^2\) groß war, ist die Behauptung falsch.
4237267
Ein rechteckiges Stück Blech ist genau doppelt so lang wie es breit ist. Um daraus eine Schachtel zu formen, werden an den Ecken Quadrate mit einer Seitenlänge von \(2\,\text{cm}\) ausgeschnitten. Die Fläche des Blechs ist um \(44\,\text{cm}^2\) größer als die Fläche des Bodens der Schachtel. Berechne die Maße des ursprünglichen Blechs und das Volumen der entstandenen Schachtel.

Denkanstöße

- Wenn die Breite \(x\) ist, wie kannst du dann die Länge ausdrücken? - Bedenke, dass an jeder Seite zwei Ecken der Quadrate abgezogen werden müssen, um auf die Maße des Bodens zu kommen. - Stelle eine Gleichung für den Unterschied der beiden Flächeninhalte auf. - Überprüfe am Ende, ob deine berechneten Maße logisch sinnvoll für das Ausschneiden der Quadrate sind.

Lösung

1. Sei \(b\) die Breite des Blechs in \(\text{cm}\). Dann ist die Länge \(l = 2b\). Die Fläche des Blechs ist \(A_{\text{Blech}} = 2b \cdot b = 2b^2\). 2. Die Maße des Bodens der Schachtel betragen \((2b - 4)\) und \((b - 4)\). Die Bodenfläche ist \(A_{\text{Boden}} = (2b - 4) \cdot (b - 4)\). 3. Ausmultiplizieren der Bodenfläche: \(A_{\text{Boden}} = 2b^2 - 8b - 4b + 16 = 2b^2 - 12b + 16\). 4. Die Differenz der Flächen beträgt \(A_{\text{Blech}} - A_{\text{Boden}} = 44\). Einsetzen ergibt: \(2b^2 - (2b^2 - 12b + 16) = 44\). 5. Vereinfachung der Gleichung: \(12b - 16 = 44\). 6. Lösung der Gleichung: \(12b = 60\), also \(b = 5\,\text{cm}\). Die Länge beträgt somit \(l = 10\,\text{cm}\). 7. Berechnung des Volumens: Die Bodenmaße sind \(10 - 4 = 6\,\text{cm}\) und \(5 - 4 = 1\,\text{cm}\). Mit der Höhe \(h = 2\,\text{cm}\) ergibt sich \(V = 6 \cdot 1 \cdot 2 = 12\,\text{cm}^3\).

Antwort

Das Blech ist \(10\,\text{cm}\) lang und \(5\,\text{cm}\) breit. Das Volumen der Schachtel beträgt \(12\,\text{cm}^3\).
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: \(x + 15 = 3 \cdot (x - 5)\). 4. Lösen der Gleichung: \(x + 15 = 3 \cdot x - 15\). Durch Umformen erhält man \(2 \cdot x = 30\), 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: \(x + 9 = \frac{4}{5} \cdot (2x - 9)\). 3. Multiplikation der gesamten Gleichung mit 5 zur Beseitigung des Bruchs: \(5x + 45 = 4 \cdot (2x - 9)\). 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.
4240007
In einem Baumarkt kostet eine Akku-Bohrmaschine aktuell fünfmal so viel wie ein dazu passender Bohrersatz. Im Rahmen einer Rabattaktion wird der Preis beider Artikel um jeweils \(12\,\text{€}\) gesenkt. Nach dieser Preissenkung ist die Bohrmaschine achtmal so teuer wie der Bohrersatz. Bestimme die ursprünglichen Preise der beiden Artikel.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie du die Preise vor dem Rabatt bezeichnen kannst. - Wie sehen die Preise aus, nachdem \(12\,\text{€}\) abgezogen wurden? - Setze die neuen Preise in das Verhältnis, das für die Rabattaktion angegeben ist. - Achte beim Aufstellen der Gleichung auf die Klammersetzung.

Lösung

1. Definition der Unbekannten: \(b\) sei der ursprüngliche Preis des Bohrersatzes. Der Preis der Bohrmaschine ist dann \(5b\). 2. Aufstellen der Gleichung nach der Preissenkung: \(5b - 12 = 8 \cdot (b - 12)\). 3. Vereinfachen der Gleichung: \(5b - 12 = 8b - 96\). 4. Ordnen der Terme: Durch Addition von 96 und Subtraktion von \(5b\) erhält man \(84 = 3b\). 5. Berechnung der Preise: Division durch 3 ergibt \(b = 28\). Der ursprüngliche Preis des Bohrersatzes beträgt \(28\,\text{€}\). 6. Ermittlung des zweiten Preises: Die Bohrmaschine kostete ursprünglich \(5 \cdot 28\,\text{€} = 140\,\text{€}\).

Antwort

Der Bohrersatz kostete ursprünglich \(28\,\text{€}\) und die Akku-Bohrmaschine \(140\,\text{€}\).
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: \(4b - 12 = 2 \cdot (b + 12)\). 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.
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 \(4 \cdot (x + 3) + 5 \cdot x = 93\). 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) \(4 \cdot (x + 3) + 5 \cdot x = 93\) b) Klasse 7a: \(12\) Bäume pro Stunde; Klasse 7b: \(9\) Bäume pro Stunde. c) \(36\) Bäume.
4240267
Ein Regionalzug legt seine tägliche Strecke normalerweise mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von \(120\,\text{km/h}\) zurück. Wegen einer Baustelle kann er heute nur \(60\,\%\) der Strecke mit dieser Geschwindigkeit fahren. Auf dem restlichen Teil der Strecke darf er nur \(80\,\text{km/h}\) schnell sein. Dadurch kommt der Zug mit einer Verspätung von \(15\,\text{Minuten}\) am Ziel an. Berechne die Gesamtlänge der Bahnstrecke.

Denkanstöße

- Wie viel Prozent der Strecke werden mit der reduzierten Geschwindigkeit gefahren? - Wandle die Verspätung von Minuten in Stunden um, damit sie zu den Geschwindigkeitsangaben in km/h passt. - Stelle einen Term für die normale Fahrzeit und einen Term für die Fahrzeit mit Baustelle auf. - Was bedeutet „Verspätung“ mathematisch für den Vergleich der beiden Zeiten?

Lösung

1. Variable \(d\) für die Gesamtlänge in \(\text{km}\) festlegen. 2. Planmäßige Fahrzeit: \(t_{\text{plan}} = \frac{d}{120}\). 3. Tatsächliche Fahrzeit mit Baustelle: \(t_{\text{ist}} = \frac{0{,}6d}{120} + \frac{0{,}4d}{80}\). 4. Verspätung in Stunden umrechnen: \(15\,\text{min} = 0{,}25\,\text{h}\). 5. Lineare Gleichung aufstellen: \(t_{\text{ist}} - t_{\text{plan}} = 0{,}25\). 6. Terme zusammenfassen: \(\frac{0{,}6d - d}{120} + \frac{0{,}4d}{80} = 0{,}25 \implies \frac{-0{,}4d}{120} + \frac{0{,}4d}{80} = 0{,}25\). 7. Auf gemeinsamen Nenner \(240\) bringen: \(\frac{-0{,}8d + 1{,}2d}{240} = 0{,}25 \implies \frac{0{,}4d}{240} = 0{,}25\). 8. Nach \(d\) auflösen: \(0{,}4d = 60 \implies d = 150\). Die Strecke ist \(150\,\text{km}\) lang.

Antwort

Die Bahnstrecke ist \(150\,\text{km}\) lang.
4240527
Tim und Jan machen ein Langstreckentraining. Tim läuft mit \(10\,\text{km/h}\) los. Jan startet am selben Ort \(12\,\text{Minuten}\) später und läuft mit \(12\,\text{km/h}\) hinterher. a) Wie viele Stunden nach Jans Start holt Jan seinen Freund Tim ein? b) Jan überlegt: „Wenn ich Tim schon bei Kilometer \(6\) einholen will, muss ich schneller laufen.“ Berechne, welche Geschwindigkeit Jan dafür erreichen müsste, wenn Tim weiterhin mit \(10\,\text{km/h}\) läuft und Jan weiterhin \(12\,\text{Minuten}\) später startet.

Denkanstöße

- Wandle die Zeitangabe in Minuten zuerst in Stunden um, damit sie zu den Geschwindigkeiten passt. - Was wissen wir über die zurückgelegten Strecken beider Läufer zum Zeitpunkt des Einholens? - Überlege für Aufgabenteil b), wie viel Zeit Jan insgesamt zur Verfügung hat, wenn Tim nach \(6\,\text{km}\) eingeholt werden soll.

Lösung

1. Zeitvorsprung in Stunden umrechnen: \(12\,\text{min} = \frac{12}{60}\,\text{h} = 0{,}2\,\text{h}\). 2. Gleichung für die Laufzeit \(t\) von Jan aufstellen: \(12 \cdot t = 10 \cdot (t + 0{,}2)\). 3. Lösung der Gleichung: \(12t = 10t + 2 \implies 2t = 2 \implies t = 1\,\text{h}\). 4. Für Teil b) Tims benötigte Zeit bis Kilometer \(6\) berechnen: \(t = 6\,\text{km} : 10\,\text{km/h} = 0{,}6\,\text{h}\). 5. Jan hat \(12\,\text{Minuten}\) weniger Zeit: \(0{,}6\,\text{h} - 0{,}2\,\text{h} = 0{,}4\,\text{h}\). 6. Notwendige Geschwindigkeit für Jan: \(v = 6\,\text{km} : 0{,}4\,\text{h} = 15\,\text{km/h}\).

Antwort

a) Jan holt Tim \(1\,\text{Stunde}\) nach seinem eigenen Start ein. b) Jan müsste mit einer Geschwindigkeit von \(15\,\text{km/h}\) laufen.
4240587
Zwei Wandergruppen sind auf demselben Weg zu einer Berghütte unterwegs. Gruppe A startet um \(8:30\,\text{Uhr}\) und wandert mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von \(3\,\text{km/h}\). Gruppe B startet am selben Punkt erst um \(10:00\,\text{Uhr}\), ist aber mit \(5\,\text{km/h}\) schneller unterwegs. a) Berechne, um wie viel Uhr Gruppe B die Gruppe A einholt. b) Bestimme die Entfernung vom Startpunkt, an der das Treffen stattfindet. c) Die Berghütte liegt in einer Entfernung von \(12\,\text{km}\) vom Startpunkt. Begründe rechnerisch, ob Gruppe B die Gruppe A noch vor Erreichen der Hütte einholt.

Denkanstöße

- Wie groß ist der zeitliche Vorsprung von Gruppe A in Stunden ausgedrückt? - Stelle eine Gleichung auf, in der die zurückgelegten Wege beider Gruppen gleichgesetzt werden. - Überlege für den letzten Teil, ob die berechnete Entfernung des Treffpunkts kleiner oder größer als die Entfernung zur Hütte ist.

Lösung

1. Zeitdifferenz zwischen den Starts berechnen: \(10:00\,\text{Uhr} - 8:30\,\text{Uhr} = 1{,}5\,\text{h}\). 2. Gleichung aufstellen, wobei \(t\) die Wanderzeit von Gruppe B ist: \(3 \cdot (t + 1{,}5) = 5 \cdot t\). 3. Gleichung lösen: \(3t + 4{,}5 = 5t \implies 2t = 4{,}5 \implies t = 2{,}25\,\text{h}\). 4. Zeitpunkt bestimmen: \(10:00\,\text{Uhr} + 2\,\text{h}\) und \(0{,}25 \cdot 60\,\text{min} = 15\,\text{min} \implies 12:15\,\text{Uhr}\). 5. Entfernung berechnen: \(5\,\text{km/h} \cdot 2{,}25\,\text{h} = 11{,}25\,\text{km}\). 6. Vergleich für Aufgabenteil c: Da \(11{,}25\,\text{km} < 12\,\text{km}\), erfolgt das Einholen vor Erreichen der Hütte.

Antwort

a) Gruppe B holt Gruppe A um \(12:15\,\text{Uhr}\) ein. b) Das Treffen findet nach \(11{,}25\,\text{km}\) statt. c) Ja, da \(11{,}25\,\text{km} < 12\,\text{km}\), findet das Treffen vor der Hütte statt.
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 von der Gesamtfläche (Ganze) 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: \(5x + 2\,100 = 8 \cdot (x + 60)\) \(5x + 2\,100 = 8x + 480\) \(1\,620 = 3x\) \(x = 540\). 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: \(3 \cdot \left(\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x\right)\). 4. Aufstellen der Gleichung: \(x = \frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 3 \cdot \left(\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x\right) + 10\). 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 \(x = \frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 3 \cdot (\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x) + 10\). 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.
4241497
Anton und Bernd machen ein Verfolgungsrennen auf einer geraden Strecke. Bernd hat zu Beginn einen Vorsprung von \(100\,\text{m}\). Die beiden laufen mit konstanter Geschwindigkeit. In der Zeit, in der Anton 4 Schritte macht, macht Bernd 5 Schritte. Allerdings sind Antons Schritte länger: 3 seiner Schritte entsprechen genau der Länge von 4 Schritten Bernds. Wie viele Meter muss Bernd noch laufen, bis Anton ihn einholt?

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie viel länger ein Schritt von Anton im Vergleich zu einem Schritt von Bernd ist. - Kannst du ausdrücken, wie weit Anton in der Zeit kommt, in der Bernd genau 5 seiner Schritte macht? - Stelle ein Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten der beiden Läufer auf. - Wenn Anton Bernd einholt, hat er seinen Vorsprung von \(100\,\text{m}\) durch seine höhere Geschwindigkeit wettgemacht.

Lösung

1. Bestimmung des Verhältnisses der Schrittlängen: Da 3 Schritte von Anton (\(s_A\)) so lang sind wie 4 Schritte von Bernd (\(s_B\)), gilt \(3 \cdot s_A = 4 \cdot s_B\), also \(s_A = \frac{4}{3} \cdot s_B\). 2. Vergleich der Geschwindigkeiten: Die Geschwindigkeit ist proportional zum Produkt aus Schrittfrequenz und Schrittlänge. In einem festen Zeitraum gilt \(v_A : v_B = (4 \cdot s_A) : (5 \cdot s_B)\). 3. Einsetzen des Schrittlängenverhältnisses: \(v_A : v_B = (4 \cdot \frac{4}{3} \cdot s_B) : (5 \cdot s_B) = \frac{16}{3} : 5 = 16 : 15\). Somit ist \(v_A = \frac{16}{15} \cdot v_B\). 4. Aufstellen der Gleichung für die Strecke \(x\), die Bernd noch zurücklegt: Da die Zeit bis zum Einholen für beide gleich ist, gilt \(\frac{100 + x}{v_A} = \frac{x}{v_B}\). 5. Einsetzen des Geschwindigkeitsverhältnisses und Lösen: \(\frac{100 + x}{\frac{16}{15} \cdot v_B} = \frac{x}{v_B} \implies 100 + x = \frac{16}{15} \cdot x \implies 100 = \frac{1}{15} \cdot x \implies x = 1\,500\).

Antwort

Bernd muss noch \(1\,500\,\text{m}\), also \(1{,}5\,\text{km}\), laufen.
4244207
Die Klassen 7a und 7b nehmen an einem Wettbewerb zum Altpapiersammeln teil. Beide Klassen haben sich das gleiche Ziel in Kilogramm gesetzt. Die 7a sammelt durchschnittlich \(12\,\text{kg}\) pro Tag, die 7b schafft \(15\,\text{kg}\) pro Tag. Da die 7b erst später mit dem Sammeln begann, war sie \(2\,\text{Tage}\) weniger aktiv als die 7a. Zu einem bestimmten Zeitpunkt fehlen der 7a noch \(40\,\text{kg}\) zu ihrem Ziel, während der 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: \(12 \cdot x + 40\) für Klasse 7a und \(15 \cdot (x - 2) + 46\) 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.
4279187
Ein Ausflugsschiff fährt mit einer konstanten Eigengeschwindigkeit von \(20\,\text{km/h}\). Für eine Fahrt zwischen zwei Anlegestellen benötigt es flussabwärts genau \(3\) Stunden. Auf dem Rückweg gegen die Strömung braucht es für dieselbe Strecke \(5\) Stunden. Bestimme die Geschwindigkeit der Strömung des Flusses.

Denkanstöße

- Die Entfernung zwischen den beiden Anlegestellen bleibt in beide Richtungen gleich. - Wie kannst du die Entfernung mithilfe der Zeit und der (unbekannten) Gesamtgeschwindigkeit ausdrücken? - Setze ein Symbol für die Geschwindigkeit der Strömung ein. - Erstelle eine Gleichung, in der du die Ausdrücke für die Hin- und Rückfahrt gleichsetzt.

Lösung

1. Definition der Unbekannten \(x\) als Strömungsgeschwindigkeit in \(\text{km/h}\). 2. Aufstellen der Terme für die Geschwindigkeit: flussabwärts \((20 + x)\,\text{km/h}\) und flussaufwärts \((20 - x)\,\text{km/h}\). 3. Aufstellen der Gleichung für die konstante Strecke \(s = v \cdot t\): \(3 \cdot (20 + x) = 5 \cdot (20 - x)\). 4. Lösen der Gleichung durch Ausmultiplizieren: \(60 + 3x = 100 - 5x\). 5. Zusammenfassen der Terme: \(8x = 40\). 6. Division ergibt die Strömungsgeschwindigkeit: \(x = 5\).

Antwort

Die Geschwindigkeit der Strömung beträgt \(5\,\text{km/h}\).
4279757
Ein Quadrat hat die Seitenlänge \(s\). Wenn man eine Seite um \(2\,\text{cm}\) verlängert und die andere Seite um \(5\,\text{cm}\) verlängert, entsteht ein Rechteck. Der Flächeninhalt dieses neuen Rechtecks ist um \(45\,\text{cm}^2\) größer als der Flächeninhalt des ursprünglichen Quadrats. Berechne die Seitenlänge \(s\) des Quadrats.

Denkanstöße

- Wie berechnet man den Flächeninhalt eines Quadrats und eines Rechtecks? - Kannst du die neuen Seitenlängen mithilfe der ursprünglichen Länge ausdrücken? - Stelle eine Gleichung auf, die den alten und den neuen Flächeninhalt vergleicht. - Was passiert mit dem quadratischen Glied \(s^2\), wenn du die Gleichung vereinfachst?

Lösung

1. Variable \(s\) für die Seitenlänge des Quadrats definieren; Flächeninhalt ist \(s^2\). 2. Seitenlängen des neuen Rechtecks als \(s + 2\) und \(s + 5\) ausdrücken. 3. Gleichung basierend auf der Flächenzunahme aufstellen: \((s + 2) \cdot (s + 5) = s^2 + 45\). 4. Terme ausmultiplizieren: \(s^2 + 5s + 2s + 10 = s^2 + 45\). 5. Gleichung vereinfachen: \(s^2 + 7s + 10 = s^2 + 45\). 6. \(s^2\) auf beiden Seiten subtrahieren: \(7s + 10 = 45\). 7. Nach \(s\) auflösen: \(7s = 35\), daraus folgt \(s = 5\). 8. Die ursprüngliche Seitenlänge beträgt \(5\,\text{cm}\).

Antwort

Die Seitenlänge des Quadrats beträgt \(5\,\text{cm}\).
4279767
Ein Rechteck ist doppelt so lang, wie es breit ist. Wenn man die Breite um \(2\,\text{cm}\) erhöht und die Länge um \(3\,\text{cm}\) verringert, erhält man ein neues Rechteck, das denselben Flächeninhalt wie das ursprüngliche Rechteck besitzt. Bestimme die Breite und die Länge des ursprünglichen Rechtecks.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie du die Länge durch die Breite ausdrücken kannst, wenn sie doppelt so groß ist. - Stelle für beide Rechtecke einen Term für den Flächeninhalt auf. - Da die Flächeninhalte gleich sind, kannst du diese Terme gleichsetzen. - Achte beim Ausmultiplizieren der Klammern auf die Vorzeichen.

Lösung

1. Breite des ursprünglichen Rechtecks als \(b\) und Länge als \(2b\) festlegen. 2. Ursprünglicher Flächeninhalt: \(A_{alt} = b \cdot 2b = 2b^2\). 3. Seiten des neuen Rechtecks ausdrücken: Breite \(b + 2\), Länge \(2b - 3\). 4. Gleichung für den neuen Flächeninhalt aufstellen: \((b + 2) \cdot (2b - 3) = 2b^2\). 5. Klammern ausmultiplizieren: \(2b^2 - 3b + 4b - 6 = 2b^2\). 6. Zusammenfassen: \(2b^2 + b - 6 = 2b^2\). 7. \(2b^2\) subtrahieren: \(b - 6 = 0\), woraus \(b = 6\) folgt. 8. Länge berechnen: \(2 \cdot 6 = 12\). 9. Die Breite beträgt \(6\,\text{cm}\) und die Länge \(12\,\text{cm}\).

Antwort

Das ursprüngliche Rechteck ist \(6\,\text{cm}\) breit und \(12\,\text{cm}\) lang.
4279807
Ein rechteckiges Gartengrundstück ist \(5\,\text{m}\) länger als es breit ist. Würde man die Breite um \(2\,\text{m}\) erhöhen und die Länge beibehalten, so würde sich der Flächeninhalt um \(30\,\text{m}^2\) vergrößern. Berechne die ursprüngliche Länge und Breite des Gartens durch Aufstellen einer Gleichung.

Denkanstöße

- Wie kannst du die Länge mithilfe der Breite ausdrücken? - Stelle einen Term für den Flächeninhalt vor und nach der Änderung auf. - Überlege dir, wie man den Unterschied zwischen zwei Flächeninhalten mathematisch darstellt. - Welche Information im Text hilft dir, eine Gleichung aufzustellen?

Lösung

1. Definition der Variablen: Breite \(b\), Länge \(l = b + 5\) 2. Term für den ursprünglichen Flächeninhalt: \(A_1 = b \cdot (b + 5) = b^2 + 5b\) 3. Term für den neuen Flächeninhalt (Breite \(b + 2\)): \(A_2 = (b + 2) \cdot (b + 5) = b^2 + 7b + 10\) 4. Aufstellen der Gleichung für die Flächenzunahme: \(A_2 - A_1 = 30 \Rightarrow (b^2 + 7b + 10) - (b^2 + 5b) = 30\) 5. Vereinfachen der Gleichung: \(b^2 + 7b + 10 - b^2 - 5b = 30 \Rightarrow 2b + 10 = 30\) 6. Lösen der linearen Gleichung: \(2b = 20 \Rightarrow b = 10\) 7. Berechnung der Länge: \(l = 10 + 5 = 15\) 8. Ergebnis: Die Breite beträgt \(10\,\text{m}\) und die Länge \(15\,\text{m}\).

Antwort

Breite: \(10\,\text{m}\), Länge: \(15\,\text{m}\)
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: \(320 \cdot x + 400 \cdot (28 - x) = 10\,000\). 3. Lösen der Gleichung: \(320x + 11\,200 - 400x = 10\,000 \implies -80x = -1\,200 \implies x = 15\). 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 \(15 \cdot 320\,\text{W} = 4\,800\,\text{W}\). Die restliche Leistung für Typ B ist \(12\,000\,\text{W} - 4\,800\,\text{W} = 7\,200\,\text{W}\). 6. Neue Anzahl der Module vom Typ B: \(7\,200 : 400 = 18\). 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.
4280387
Zwei Wandergruppen sind \(18\,\text{km}\) voneinander entfernt und laufen auf demselben Weg aufeinander zu. Gruppe A wandert mit einer Geschwindigkeit von \(4\,\text{km/h}\), Gruppe B mit \(5\,\text{km/h}\). a) Nach welcher Zeit (in Stunden) treffen sie sich, wenn sie gleichzeitig loslaufen? b) Gruppe B startet nun erst \(45\,\text{Minuten}\) später als Gruppe A. Berechne die neue Wanderzeit für Gruppe B bis zum Treffen in Minuten. c) Begründe ohne Rechnung, warum die Wanderzeit von Gruppe B im Fall b) kürzer sein muss als im Fall a).

Denkanstöße

- Wie viel Weg legen beide Gruppen zusammen in einer Stunde zurück? - Wenn eine Gruppe später startet, hat die andere Gruppe in dieser Zeit schon eine gewisse Distanz überwunden. Wie beeinflusst das die restliche Strecke? - Überlege für die Begründung, wie sich der Abstand zwischen den Gruppen verändert, während nur eine Gruppe wandert.

Lösung

1. Teil a: Aufstellen der Gleichung \(4x + 5x = 18 \implies 9x = 18 \implies x = 2\). Die Treffzeit beträgt \(2\,\text{Stunden}\). 2. Teil b: Umrechnung der Zeitverzögerung: \(45\,\text{min} = 0{,}75\,\text{h}\). 3. Aufstellen der Gleichung für Teil b: Sei \(y\) die Zeit für Gruppe B. Gruppe A läuft \(y + 0{,}75\) Stunden. Gleichung: \(4 \cdot (y + 0{,}75) + 5y = 18\). 4. Lösen der Gleichung: \(4y + 3 + 5y = 18 \implies 9y = 15 \implies y = \frac{15}{9} = \frac{5}{3}\,\text{Stunden}\). 5. Umrechnung in Minuten: \(\frac{5}{3} \cdot 60 = 100\,\text{Minuten}\). 6. Teil c: Da Gruppe A bereits einen Teil der Strecke zurückgelegt hat, bevor Gruppe B startet, ist die verbleibende Distanz zwischen den Gruppen zum Startzeitpunkt von Gruppe B kleiner als \(18\,\text{km}\). Da sie sich weiterhin mit der gleichen kombinierten Geschwindigkeit annähern, verkürzt sich die Zeit, in der sich beide gleichzeitig bewegen.

Antwort

a) Sie treffen sich nach \(2\,\text{Stunden}\). b) Gruppe B wandert \(100\,\text{Minuten}\) bis zum Treffen. c) Gruppe A verringert bereits den Abstand, bevor Gruppe B startet. Damit ist die Distanz, die beide gemeinsam überwinden müssen, kleiner als zu Beginn.
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 in seiner Flasche. 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.
4280747
Ein Radfahrer und ein Läufer starten gleichzeitig am Punkt P und bewegen sich auf einer geraden Strecke zum Punkt Q. Der Radfahrer erreicht Q und kehrt sofort um. Er trifft den Läufer genau \(40\,\text{Minuten}\) nach dem Start an einer Stelle, die \(2\,\text{km}\) von Q entfernt liegt. Der Läufer benötigt insgesamt genau eine Stunde, um den Punkt Q zu erreichen. Berechne die Entfernung zwischen P und Q sowie die Geschwindigkeiten beider Personen.

Denkanstöße

- Wie hängen die Geschwindigkeit des Läufers und die Gesamtdistanz zusammen, wenn er genau eine Stunde braucht? - Bestimme die Entfernung, die jede Person bis zum Treffpunkt zurückgelegt hat. - Drücke die Zeit bis zum Treffen in Stunden aus. - Kannst du eine Gleichung aufstellen, die nur noch die Entfernung als Unbekannte enthält?

Lösung

1. Sei \(s\) die Entfernung PQ in \(\text{km}\) und \(v_L\) die Geschwindigkeit des Läufers in \(\text{km/h}\). 2. Da der Läufer \(1\,\text{Stunde}\) für die Strecke \(s\) braucht, gilt \(v_L = \frac{s}{1} = s\). 3. Zum Zeitpunkt des Treffens nach \(40\,\text{Minuten} = \frac{2}{3}\,\text{h}\) hat der Läufer die Strecke \(s - 2\,\text{km}\) zurückgelegt. Es gilt: \(s - 2 = v_L \cdot \frac{2}{3}\). 4. Einsetzen von \(v_L = s\) ergibt: \(s - 2 = \frac{2}{3}s\). Daraus folgt \(\frac{1}{3}s = 2\), also \(s = 6\,\text{km}\). 5. Die Geschwindigkeit des Läufers ist somit \(v_L = 6\,\text{km/h}\). 6. Der Radfahrer hat in \(\frac{2}{3}\,\text{h}\) die Strecke \(s + 2 = 6 + 2 = 8\,\text{km}\) zurückgelegt. 7. Seine Geschwindigkeit beträgt \(v_R = 8 : \frac{2}{3} = 12\,\text{km/h}\).

Antwort

Die Entfernung zwischen P und Q beträgt \(6\,\text{km}\). Die Geschwindigkeit des Läufers beträgt \(6\,\text{km/h}\) und die des Radfahrers \(12\,\text{km/h}\).

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