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

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4237758
In einer wachsenden Stadt wurde die Anzahl der öffentlich zugänglichen Ladepunkte für Elektroautos über fünf Jahre hinweg erfasst. Die Daten sind in der folgenden Tabelle dargestellt: <table> <tr> <td>Jahr</td> <td>2017</td> <td>2018</td> <td>2019</td> <td>2020</td> <td>2021</td> </tr> <tr> <td>Ladepunkte</td> <td>\(10\,700\)</td> <td>\(15\,600\)</td> <td>\(23\,900\)</td> <td>\(39\,500\)</td> <td>\(52\,200\)</td> </tr> </table> a) Berechne den Zuwachs der Ladepunkte im Zeitraum von 2019 bis 2020. b) Beschreibe anhand der Tabelle, ob die Anzahl der Ladepunkte jedes Jahr um den gleichen Betrag steigt.

Denkanstöße

- Vergleiche die Zuwächse von Jahr zu Jahr. - Um einen Zuwachs zu berechnen, musst du den Endwert eines Zeitraums mit dem Startwert vergleichen.

Lösung

1. Berechnung des Zuwachses 2019–2020: Die Differenz der Werte beträgt \(39\,500 - 23\,900 = 15\,600\). 2. Analyse der jährlichen Zuwächse: Die Zuwächse betragen \(4900\), \(8300\), \(15\,600\) und \(12\,700\) Ladepunkte. Sie sind nicht gleich groß; daher ist der jährliche Zuwachs nicht konstant.

Antwort

a) Der Zuwachs beträgt \(15\,600\) Ladepunkte. b) Nein. Die jährlichen Zuwächse sind unterschiedlich groß.
4263258
Gegeben ist die abschnittsweise definierte Funktion \(f\) mit der Gleichung: \(f(x) = \begin{cases} -2 & \text{für } x < 0 \\ x - 2 & \text{für } x \ge 0 \end{cases}\) a) Berechne die Funktionswerte für \(x = -3\), \(x = 0\) und \(x = 3\). b) Zeichne den Graphen der Funktion in ein Koordinatensystem für den Bereich \(-4 \le x \le 4\). c) Überprüfe rechnerisch, ob die beiden Graphenteile am Übergang \(x = 0\) lückenlos aneinander anschließen.

Denkanstöße

- Schau dir genau an, welche der beiden Rechenvorschriften für den jeweiligen \(x\)-Wert gilt. - Was bedeutet eine Funktionsgleichung wie \(f(x) = -2\) für das Aussehen des Graphen? - Vergleiche am Übergang den Wert des linken Graphenteils mit dem Funktionswert \(f(0)\).

Lösung

1. Für \(x = -3\) gilt die erste Vorschrift, also \(f(-3) = -2\). Für \(x = 0\) gilt die zweite Vorschrift, also \(f(0) = 0 - 2 = -2\). Für \(x = 3\) gilt ebenfalls die zweite Vorschrift, also \(f(3) = 3 - 2 = 1\). 2. Im Bereich \(-4 \le x < 0\) ist der Graph ein waagerechtes Geradenstück bei \(y = -2\). Im Bereich \(0 \le x \le 4\) ist er ein ansteigendes Geradenstück mit Steigung \(1\) und \(y\)-Achsenabschnitt \(-2\). 3. Der linke Funktionsteil hat bis unmittelbar vor \(x=0\) stets den Wert \(-2\). Die zweite Vorschrift liefert bei \(x=0\) ebenfalls \(-2\). Daher schließen die beiden Graphenteile im Punkt \((0 \mid -2)\) lückenlos aneinander an.

Antwort

a) \(f(-3) = -2\); \(f(0) = -2\); \(f(3) = 1\) b) Für \(-4 \le x < 0\) verläuft der Graph waagerecht bei \(y = -2\); für \(0 \le x \le 4\) steigt er linear mit Steigung \(1\) an. c) Ja. Die beiden Graphenteile schließen im Punkt \((0 \mid -2)\) lückenlos aneinander an.
4332378
In einem Hafen wurde der Wasserstand zu mehreren Zeitpunkten gemessen. Die Tabelle zeigt die Werte: <table> <tr><td>Uhrzeit</td><td>00:00</td><td>03:00</td><td>06:00</td><td>09:00</td><td>12:00</td><td>15:00</td><td>18:00</td><td>21:00</td><td>24:00</td></tr> <tr><td>Wasserstand (m)</td><td>3,0</td><td>5,2</td><td>3,0</td><td>0,8</td><td>3,0</td><td>5,2</td><td>3,0</td><td>0,8</td><td>3,0</td></tr> </table> Der dargestellte Graph ist eine mögliche glatte Modellkurve durch die Messwerte. a) Beschreibe, wie sich der Wasserstand zwischen \(00{:}00\) Uhr und \(12{:}00\) Uhr verändert. b) Zu welchen Messzeitpunkten wurde der höchste Wasserstand gemessen? c) Wie groß ist der Unterschied zwischen dem höchsten und dem niedrigsten gemessenen Wasserstand?
Abbildung zur Aufgabe 433237

Denkanstöße

- Lies für a) die Messwerte in zeitlicher Reihenfolge ab. - Suche für b) nach dem größten Tabellenwert und den zugehörigen Uhrzeiten. - Ziehe für c) den kleinsten Messwert vom größten Messwert ab.

Lösung

1. Zwischen \(00{:}00\) Uhr und \(03{:}00\) Uhr steigt der Wasserstand von \(3{,}0\,\text{m}\) auf \(5{,}2\,\text{m}\). Danach sinkt er: um \(06{:}00\) Uhr beträgt er wieder \(3{,}0\,\text{m}\), und um \(09{:}00\) Uhr erreicht er mit \(0{,}8\,\text{m}\) den niedrigsten Messwert dieses Zeitraums. Bis \(12{:}00\) Uhr steigt er wieder auf \(3{,}0\,\text{m}\). 2. Der höchste gemessene Wasserstand beträgt \(5{,}2\,\text{m}\). Er wurde um \(03{:}00\) Uhr und \(15{:}00\) Uhr gemessen. 3. Der niedrigste gemessene Wasserstand beträgt \(0{,}8\,\text{m}\). Die Differenz ist \(5{,}2\,\text{m} - 0{,}8\,\text{m} = 4{,}4\,\text{m}\).

Antwort

a) Der Wasserstand steigt zunächst von \(3{,}0\,\text{m}\) auf \(5{,}2\,\text{m}\), fällt anschließend bis auf \(0{,}8\,\text{m}\) und steigt danach wieder auf \(3{,}0\,\text{m}\). b) Um \(03{:}00\) Uhr und \(15{:}00\) Uhr. c) Der Unterschied beträgt \(4{,}4\,\text{m}\).
4335268
Aus dem Graphen lassen sich die Nullstellen und die \(y\)-Achsenabschnitte der Geraden \(f\) und \(g\) ablesen. Nutze diese Informationen, um die Funktionsgleichungen aufzustellen.
Abbildung zur Aufgabe 433526

Denkanstöße

- Die Achsenschnittpunkte sind oft am einfachsten abzulesen. - Nutze die Formel \(m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}\) mit den beiden Achsenschnittpunkten.

Lösung

1. Gerade \(f\): - Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse bei \((0 \mid 4)\), also \(n = 4\). - Nullstelle bei \((4 \mid 0)\). - Steigung \(m = \frac{0 - 4}{4 - 0} = -1\). - Gleichung: \(y = -x + 4\). 2. Gerade \(g\): - Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse bei \((0 \mid -2)\), also \(n = -2\). - Nullstelle bei \((1 \mid 0)\). - Steigung \(m = \frac{0 - (-2)}{1 - 0} = 2\). - Gleichung: \(y = 2x - 2\).

Antwort

Gerade \(f\): \(y = -x + 4\) Gerade \(g\): \(y = 2x - 2\)
4349618
Bestimme grafisch die Lösungen der Gleichung \(|x - 2| = 1\). Nutze dazu den abgebildeten Graphen der Funktion \(f(x) = |x - 2|\) und die konstante Funktion \(g(x) = 1\).
Abbildung zur Aufgabe 434961

Denkanstöße

- Was bedeutet der Betrag einer Zahl anschaulich (Abstand)? - An welchen Stellen hat der V-förmige Graph die Höhe \(1\)?

Lösung

1. Der Graph von \(f(x) = |x - 2|\) ist ein V-förmiger Graph mit dem Scheitelpunkt \((2 \mid 0)\). 2. Die Gerade \(g(x) = 1\) verläuft horizontal. 3. Die Schnittpunkte liegen bei \(x = 1\) und \(x = 3\). Dies sind die Lösungen der Gleichung.

Antwort

\(x_1 = 1\), \(x_2 = 3\)
4119198
Ein Bus fährt von Haltestelle A nach Haltestelle B. Die Haltestellen sind genau \(1\,\text{km}\) voneinander entfernt. Die Fahrt lässt sich idealisiert so beschreiben: - Auf den ersten \(200\,\text{m}\) steigt die Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg gleichmäßig von \(0\) auf \(40\,\text{km/h}\). - Die nächsten \(600\,\text{m}\) fährt der Bus mit dieser konstanten Geschwindigkeit von \(40\,\text{km/h}\). - Auf den letzten \(200\,\text{m}\) sinkt die Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg gleichmäßig von \(40\) auf \(0\,\text{km/h}\). Erstelle eine Wertetabelle für die Zuordnung Weg \(s\) (in \(\text{m}\)) \(\to\) Geschwindigkeit \(v\) (in \(\text{km/h}\)) für die folgenden Wegpunkte: \(s \in \{0; 100; 200; 500; 800; 900; 1000\}\).

Denkanstöße

- Was bedeutet eine lineare Änderung der Geschwindigkeit mit dem Weg für die Mitte eines Abschnitts? - Teile die Fahrt in die drei beschriebenen Abschnitte ein. - Überlege, wie hoch die Geschwindigkeit am Startpunkt und am Endpunkt sein muss.

Lösung

1. Berechnung für den Beschleunigungsabschnitt (\(0\) bis \(200\,\text{m}\)): Bei \(s = 0\,\text{m}\) ist \(v = 0\,\text{km/h}\). Da die Geschwindigkeit in diesem Abschnitt linear mit dem Weg zunimmt, liegt sie bei der Hälfte der Strecke (\(100\,\text{m}\)) genau in der Mitte zwischen \(0\) und \(40\), also bei \(v = 20\,\text{km/h}\). Bei \(s = 200\,\text{m}\) ist \(v = 40\,\text{km/h}\). 2. Berechnung für den Abschnitt mit konstanter Geschwindigkeit (\(200\) bis \(800\,\text{m}\)): In diesem Bereich ist die Geschwindigkeit überall \(40\,\text{km/h}\). Somit gilt für \(s = 500\,\text{m}\) und \(s = 800\,\text{m}\) jeweils \(v = 40\,\text{km/h}\). 3. Berechnung für den Bremsabschnitt (\(800\) bis \(1000\,\text{m}\)): Die Geschwindigkeit sinkt über eine Distanz von \(200\,\text{m}\) linear von \(40\,\text{km/h}\) auf \(0\,\text{km/h}\). Nach der Hälfte dieser Distanz (bei \(900\,\text{m}\)) hat sich die Geschwindigkeit halbiert: \(v = 20\,\text{km/h}\). Am Ziel (\(1000\,\text{m}\)) ist \(v = 0\,\text{km/h}\).

Antwort

Die Wertetabelle sieht wie folgt aus: <table> <tr> <td>Weg \(s\) in \(\text{m}\)</td> <td>0</td> <td>100</td> <td>200</td> <td>500</td> <td>800</td> <td>900</td> <td>1000</td> </tr> <tr> <td>Geschwindigkeit \(v\) in \(\text{km/h}\)</td> <td>0</td> <td>20</td> <td>40</td> <td>40</td> <td>40</td> <td>20</td> <td>0</td> </tr> </table>
4237868
Ein Regenfass enthält zu Beginn \(40\,\text{l}\) Wasser und kann mindestens \(200\,\text{l}\) aufnehmen. Während eines Gewitters fließen pro Minute gleichmäßig \(4\,\text{l}\) Regenwasser hinzu. 1. Gib eine Funktionsgleichung an, die die Wassermenge \(y\) (in Litern) in Abhängigkeit von der Zeit \(x\) (in Minuten) beschreibt. 2. Erstelle eine Wertetabelle für die Zeiten \(x = 0\), \(x = 10\), \(x = 15\) und \(x = 30\) Minuten. 3. Zeichne den Graphen der Funktion in ein Koordinatensystem. 4. Bestimme rechnerisch, nach wie vielen Minuten das Fass einen Inhalt von \(200\,\text{l}\) erreicht hat.

Denkanstöße

- Welche Wassermenge ist bereits vorhanden, bevor die Zeitmessung beginnt? - Wie viel Wasser kommt in jeder Minute hinzu? - Erinnere dich an die allgemeine Form einer linearen Funktion \(y = mx + b\). - Setze für die gesuchte Zeit \(y = 200\) und löse die Gleichung nach \(x\) auf.

Lösung

1. Aufstellen der linearen Funktionsgleichung mit dem Startwert \(b = 40\) und der Änderungsrate \(m = 4\): \(y = 4x + 40\). 2. Berechnung der Funktionswerte: - \(x = 0 \implies y = 4 \cdot 0 + 40 = 40\,\text{l}\) - \(x = 10 \implies y = 4 \cdot 10 + 40 = 80\,\text{l}\) - \(x = 15 \implies y = 4 \cdot 15 + 40 = 100\,\text{l}\) - \(x = 30 \implies y = 4 \cdot 30 + 40 = 160\,\text{l}\) 3. Der Graph ist eine Gerade durch den Punkt \((0 \mid 40)\) mit der Steigung \(4\). 4. Lösen der Gleichung \(200 = 4x + 40\): \(160 = 4x\), also \(x = 40\). Nach \(40\) Minuten sind \(200\,\text{l}\) erreicht.

Antwort

1. \(y = 4x + 40\) 2. <table> <tr><td>Zeit \(x\) in \(\text{min}\)</td><td>0</td><td>10</td><td>15</td><td>30</td></tr> <tr><td>Wassermenge \(y\) in \(\text{l}\)</td><td>40</td><td>80</td><td>100</td><td>160</td></tr> </table> 3. Der Graph ist eine Gerade, die durch \((0 \mid 40)\) und beispielsweise \((10 \mid 80)\) verläuft. 4. Nach \(40\,\text{min}\) enthält das Fass \(200\,\text{l}\).
4262448
Eine Funktion \(g\) ist wie folgt definiert: \(g(x) = \begin{cases} 4 - x & \text{für } x \ge 0 \\ 4 + x & \text{für } x < 0 \end{cases}\) a) Skizziere den Graphen der Funktion im Bereich von \(x = -5\) bis \(x = 5\). b) Berechne die Schnittpunkte des Graphen mit der \(x\)-Achse. c) Bestimme den höchsten Punkt des Graphen und begründe deine Antwort kurz mithilfe der Funktionsgleichung.

Denkanstöße

- Ein Schnittpunkt mit der \(x\)-Achse liegt dort, wo der Funktionswert Null ist. Setze beide Teile der Gleichung einzeln gleich Null. - Was fällt dir an der Symmetrie des Graphen auf, wenn du ihn skizzierst? - Schau dir die Struktur \(4 - |x|\) an. Wann wird dieser Ausdruck maximal?

Lösung

1. Für \(x \ge 0\) ist der Graph ein fallender Geradenast mit Steigung \(-1\). Für \(x < 0\) ist er ein steigender Geradenast mit Steigung \(1\). Im Bereich von \(x=-5\) bis \(x=5\) entsteht eine umgekehrte V-Form mit der Spitze bei \((0 \mid 4)\). 2. Schnittpunkte mit der \(x\)-Achse: Für \(x \ge 0\): \(4 - x = 0 \implies x = 4\), also \(N_1(4 \mid 0)\). Für \(x < 0\): \(4 + x = 0 \implies x = -4\), also \(N_2(-4 \mid 0)\). 3. Der höchste Punkt ist \(S(0 \mid 4)\). Für \(x > 0\) wird eine positive Zahl von \(4\) abgezogen. Für \(x < 0\) wird eine negative Zahl zu \(4\) addiert, sodass ebenfalls ein Wert kleiner als \(4\) entsteht.

Antwort

a) Der Graph hat im vorgegebenen Bereich eine umgekehrte V-Form mit der Spitze bei \((0 \mid 4)\). b) Die Schnittpunkte mit der \(x\)-Achse sind \(N_1(4 \mid 0)\) und \(N_2(-4 \mid 0)\). c) Der höchste Punkt ist \(S(0 \mid 4)\). Für \(x \neq 0\) gilt \(g(x) < 4\).
4332218
Welche Funktionsgleichung gehört zu welchem Graphen? Gleichungen: (1) \(h(x) = \frac{2}{x}\) (2) \(f(x) = |x - 1|\) (3) \(g(x) = -1{,}5x\) Ordne die Gleichungen den Graphen a), b) und c) zu. Begründe deine Wahl, indem du für jeden Graphen einen charakteristischen Punkt nennst, dessen Koordinaten die jeweilige Gleichung erfüllen. Gib zudem für jede Funktion an, ob sie proportional, linear, aber nicht proportional, oder keines von beidem ist.
Abbildung zur Aufgabe 433221

Denkanstöße

- Schaue dir den Verlauf der Graphen an: Welche Form hat eine lineare oder proportionale Funktion? - Suche nach markanten Punkten wie dem Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse oder „Ecken“ im Graphen. - Überprüfe die Punktprobe: Nimm einen gut ablesbaren Punkt vom Graphen und setze sein \(x\) in die Gleichungen ein. Kommt das richtige \(y\) heraus? - Erinnere dich daran, wie sich ein Betrag oder ein Bruch im Nenner auf das Aussehen des Graphen auswirkt.

Lösung

1. Graph a) gehört zu Gleichung (3) \(g(x) = -1{,}5x\). Es ist eine proportionale Funktion (und damit auch linear), da sie eine Gerade durch den Ursprung ist. Ein Punkt ist \((2 \mid -3)\), denn \(g(2) = -1{,}5 \cdot 2 = -3\). 2. Graph b) gehört zu Gleichung (2) \(f(x) = |x - 1|\). Es ist weder eine lineare noch eine proportionale Funktion (V-Form). Der charakteristische Punkt (Spitze) liegt bei \((1 \mid 0)\), denn \(f(1) = |1 - 1| = 0\). 3. Graph c) gehört zu Gleichung (1) \(h(x) = \frac{2}{x}\). Es handelt sich um eine gebrochen-rationale Funktion (Hyperbel), also weder linear noch proportional. Ein Punkt ist \((1 \mid 2)\), denn \(h(1) = \frac{2}{1} = 2\).

Antwort

a) gehört zu (3); proportional (linear). Beispielpunkt: \((2 \mid -3)\). b) gehört zu (2); weder linear noch proportional. Beispielpunkt: \((1 \mid 0)\). c) gehört zu (1); weder linear noch proportional. Beispielpunkt: \((1 \mid 2)\).

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