Aimathic
Login | English | Deutsch

Kostenlose Arbeitsblätter

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

Sachaufgaben und Rätsel mit LGS

Klicken Sie auf Aufgaben, um sie zum Drucken auszuwählen.

4137078
Für ein Schulfest liefert ein Getränkehändler Limonaden-Kisten mit jeweils 12 Flaschen und Wasser-Kisten mit jeweils 10 Flaschen. Insgesamt werden \(11\) Kisten geliefert, die zusammen genau \(122\) Flaschen enthalten. Berechne, wie viele Kisten von jeder Sorte geliefert wurden.

Denkanstöße

- Kannst du für jede Information im Text (Anzahl Kisten, Anzahl Flaschen) eine eigene Gleichung aufstellen? - Wie hängen die Anzahl der Kisten und die Gesamtzahl der Flaschen zusammen? - Welches Verfahren kennst du, um zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten gleichzeitig zu lösen? - Überprüfe dein Ergebnis am Ende: Ergeben deine Kistenzahlen zusammen wirklich 11?

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für die Anzahl der Limonaden-Kisten und \(y\) für die Anzahl der Wasser-Kisten. 2. Aufstellen des linearen Gleichungssystems: (I) \(x + y = 11\) (II) \(12x + 10y = 122\) 3. Auflösen von (I) nach \(y\): \(y = 11 - x\). 4. Einsetzen in (II): \(12x + 10 \cdot (11 - x) = 122\). 5. Vereinfachen der Gleichung: \(12x + 110 - 10x = 122 \Rightarrow 2x + 110 = 122\). 6. Lösen nach \(x\): \(2x = 12 \Rightarrow x = 6\). 7. Berechnen von \(y\): \(y = 11 - 6 = 5\). 8. Ergebnis: Es wurden 6 Limonaden-Kisten und 5 Wasser-Kisten geliefert.

Antwort

Es wurden 6 Limonaden-Kisten und 5 Wasser-Kisten geliefert.
4137608
Frau Müller legt einen Gesamtbetrag von \(10\,000\,\text{€}\) auf zwei verschiedenen Konten an. Das erste Konto wird mit \(2\,\%\) pro Jahr verzinst, das zweite Konto mit \(3\,\%\). Nach einem Jahr erhält sie insgesamt \(260\,\text{€}\) an Zinsen. Wie viel Geld hat Frau Müller jeweils auf den beiden Konten angelegt?

Denkanstöße

- Welche zwei Informationen über die Geldbeträge sind gegeben? - Schreibe die Zinssätze als Dezimalzahlen, um damit rechnen zu können. - Überlege, wie du die Gesamtsumme und die Gesamtzinsen in zwei getrennte Gleichungen übersetzt.

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) für den Betrag auf dem ersten Konto und \(y\) für den Betrag auf dem zweiten Konto. 2. Gleichungssystem aufstellen: I: \(x + y = 10\,000\) II: \(0{,}02x + 0{,}03y = 260\) 3. Gleichung I nach \(x\) umstellen: \(x = 10\,000 - y\). 4. In Gleichung II einsetzen: \(0{,}02 \cdot (10\,000 - y) + 0{,}03y = 260\). 5. Klammer auflösen und zusammenfassen: \(200 - 0{,}02y + 0{,}03y = 260 \implies 200 + 0{,}01y = 260\). 6. Nach \(y\) auflösen: \(0{,}01y = 60 \implies y = 6\,000\). 7. \(x\) berechnen: \(x = 10\,000 - 6\,000 = 4\,000\). Auf dem ersten Konto liegen \(4\,000\,\text{€}\) und auf dem zweiten \(6\,000\,\text{€}\).

Antwort

Frau Müller hat \(4\,000\,\text{€}\) auf dem ersten Konto (\(2\,\%\)) und \(6\,000\,\text{€}\) auf dem zweiten Konto (\(3\,\%\)) angelegt.
4137898
Leon und Mia sparen für ein gemeinsames Geschenk, das genau \(30\,\text{€}\) kostet. Hätte Leon doppelt so viel gespart wie bisher und Mia nur die Hälfte ihres aktuellen Betrages, dann hätten sie zusammen \(36\,\text{€}\) zur Verfügung. Wie viel Euro hat jeder der beiden bisher tatsächlich gespart?

Denkanstöße

- Kannst du die Informationen aus dem Text in zwei mathematische Gleichungen übersetzen? - Welche Unbekannten suchen wir in dieser Aufgabe? - Wie verändern sich die Beträge im beschriebenen „Was-wäre-wenn“-Szenario? - Welches Verfahren kennst du, um zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten zu lösen?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(L\) für Leons Erspartes und \(M\) für Mias Erspartes. 2. Erste Gleichung aufstellen: \(L + M = 30\). 3. Zweite Bedingung als Gleichung formulieren: \(2L + 0{,}5M = 36\). 4. Einsetzungsverfahren anwenden: \(M = 30 - L\) in die zweite Gleichung einsetzen. 5. Berechnung: \(2L + 0{,}5 \cdot (30 - L) = 36 \implies 2L + 15 - 0{,}5L = 36 \implies 1{,}5L = 21\). 6. Ergebnis für \(L\): \(L = 14\). 7. Ergebnis für \(M\): \(M = 30 - 14 = 16\). Leon hat \(14\,\text{€}\) gespart und Mia \(16\,\text{€}\).

Antwort

Leon hat \(14\,\text{€}\) gespart und Mia \(16\,\text{€}\).
4137958
Ein Vater ist aktuell dreimal so alt wie seine Tochter Sarah. In \(5\) Jahren wird der Vater \(6\) Jahre älter sein als das Doppelte von Sarahs damaligem Alter. Bestimme das heutige Alter von Sarah und ihrem Vater.

Denkanstöße

- Kannst du Variablen für die beiden unbekannten Alter festlegen? - Wie drücken wir das Alter der beiden in fünf Jahren aus? - Versuche, für jede Information im Text eine mathematische Beziehung aufzuschreiben. - Könntest du eine der Unbekannten durch die andere ersetzen, um nur noch eine Variable in der Gleichung zu haben?

Lösung

1. Definition der Variablen: \(s\) für Sarahs heutiges Alter und \(v\) für das heutige Alter des Vaters. 2. Aufstellen der Gleichungen: Aus der ersten Bedingung folgt \(v = 3s\). In \(5\) Jahren sind sie \(s+5\) und \(v+5\) Jahre alt. Die zweite Bedingung lautet \(v + 5 = 2 \cdot (s + 5) + 6\). 3. Einsetzen von \(v = 3s\) in die zweite Gleichung: \(3s + 5 = 2s + 10 + 6\). 4. Zusammenfassen und Lösen nach \(s\): \(3s + 5 = 2s + 16 \implies s = 11\). 5. Berechnung von \(v\): \(v = 3 \cdot 11 = 33\). Sarah ist heute \(11\) Jahre alt und ihr Vater \(33\) Jahre.

Antwort

Sarah ist \(11\) Jahre alt und ihr Vater ist \(33\) Jahre alt.
4138168
Auf einem Bauernhof leben Hühner (2 Beine) und Schafe (4 Beine). Insgesamt wurden 25 Köpfe und 72 Beine gezählt. a) Berechne die Anzahl der Hühner und der Schafe auf dem Bauernhof. b) Ein Besucher behauptet, er habe bei 25 Tieren insgesamt 75 Beine gezählt. Begründe ohne Rechnung, warum diese Beobachtung unmöglich ist.

Denkanstöße

- Kannst du Variablen für die beiden Tierarten festlegen? - Welche Gleichung beschreibt die Gesamtzahl der Köpfe und welche die der Beine? - Überlege für Teil b), ob die Summe von geraden Zahlen jemals ungerade sein kann.

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) für die Anzahl der Hühner und \(y\) für die Anzahl der Schafe. 2. Gleichungssystem aufstellen: I: \(x + y = 25\) (Köpfe) und II: \(2x + 4y = 72\) (Beine). 3. Gleichung I nach \(x\) umstellen: \(x = 25 - y\). 4. Einsetzen in Gleichung II: \(2 \cdot (25 - y) + 4y = 72 \implies 50 - 2y + 4y = 72 \implies 2y = 22 \implies y = 11\). 5. \(x\) berechnen: \(x = 25 - 11 = 14\). Es gibt \(14\) Hühner und \(11\) Schafe. 6. Zu Teil b): Da sowohl Hühner als auch Schafe eine gerade Anzahl an Beinen haben, muss die Gesamtsumme der Beine immer eine gerade Zahl sein. \(75\) ist eine ungerade Zahl und daher als Ergebnis unmöglich.

Antwort

a) Es sind 14 Hühner und 11 Schafe auf dem Bauernhof. b) Da jedes Tier eine gerade Anzahl an Beinen hat, muss auch die Gesamtzahl der Beine gerade sein. 75 ist jedoch ungerade.
4141708
In einer Schmuckwerkstatt wiegen zwei identische Goldkugeln und drei identische Silbermünzen zusammen genau \(48\,\text{g}\). Legt man hingegen drei dieser Goldkugeln und zwei der Silbermünzen auf die Waage, zeigt diese insgesamt \(57\,\text{g}\) an. Berechne das Gewicht einer einzelnen Goldkugel und einer einzelnen Silbermünze.

Denkanstöße

- Kannst du die Informationen aus dem Text in zwei mathematische Gleichungen übersetzen? - Welche Buchstaben (Variablen) könnten für die unbekannten Gewichte stehen? - Erinnere dich an Verfahren wie das Einsetzungs-, Gleichsetzungs- oder Additionsverfahren. Welches passt hier am besten? - Wie kannst du am Ende überprüfen, ob deine gefundenen Gewichte zu beiden Aussagen im Text passen?

Lösung

1. Aufstellen des Gleichungssystems mit \(g\) für das Gewicht einer Goldkugel und \(s\) für das Gewicht einer Silbermünze: I: \(2g + 3s = 48\) II: \(3g + 2s = 57\) 2. Anwendung eines Lösungsverfahrens (z. B. Additionsverfahren): Multiplikation von I mit 3 und II mit 2 ergibt: I': \(6g + 9s = 144\) II': \(6g + 4s = 114\) 3. Subtraktion der Gleichungen (I' - II'): \(5s = 30\), woraus \(s = 6\) folgt. 4. Einsetzen von \(s = 6\) in Gleichung I: \(2g + 3 \cdot 6 = 48 \Rightarrow 2g + 18 = 48 \Rightarrow 2g = 30 \Rightarrow g = 15\). 5. Ergebnis: Eine Goldkugel wiegt \(15\,\text{g}\), eine Silbermünze wiegt \(6\,\text{g}\).

Antwort

Eine Goldkugel wiegt \(15\,\text{g}\) und eine Silbermünze wiegt \(6\,\text{g}\).
4240318
Eine Kiste mit Äpfeln wiegt insgesamt \(15{,}5\,\text{kg}\). Nachdem drei Viertel der Äpfel verkauft wurden, wiegt die Kiste zusammen mit den restlichen Äpfeln noch genau \(5\,\text{kg}\). Berechne das Gewicht der leeren Kiste.

Denkanstöße

- Welche zwei Bestandteile tragen zum Gesamtgewicht bei? - Wenn drei Viertel der Äpfel weg sind, welcher Anteil der Äpfel ist dann noch in der Kiste? - Kannst du für den Anfangszustand und den Endzustand jeweils eine Gleichung aufstellen? - Überlege, wie du eine der Unbekannten eliminieren kannst, indem du die Gleichungen voneinander abziehst.

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) für das Gewicht der leeren Kiste und \(y\) für das ursprüngliche Gewicht der Äpfel. 2. Gleichungssystem aufstellen: \(x + y = 15{,}5\) und \(x + \frac{1}{4}y = 5\). 3. Die erste Gleichung nach \(y\) auflösen: \(y = 15{,}5 - x\). 4. Den Ausdruck für \(y\) in die zweite Gleichung einsetzen: \(x + \frac{1}{4} \cdot (15{,}5 - x) = 5\). 5. Die Gleichung nach \(x\) auflösen: \(x + 3{,}875 - 0{,}25x = 5 \implies 0{,}75x = 1{,}125 \implies x = 1{,}5\). 6. Das Gewicht der leeren Kiste beträgt \(1{,}5\,\text{kg}\).

Antwort

Die leere Kiste wiegt \(1{,}5\,\text{kg}\).
4243298
In einem Safaripark werden Tiere für den Transport gewogen. Ein Transporter ist mit einem Elefanten und vier Zebras beladen. Zusammen wiegen die Tiere \(5\,500\,\text{kg}\). Bekannt ist, dass der Elefant \(100\,\text{kg}\) schwerer ist als zwölf Zebras zusammen. Gehe davon aus, dass alle Zebras das gleiche Gewicht haben. Berechne das Gewicht eines Zebras und das Gewicht des Elefanten.

Denkanstöße

- Kannst du für die beiden unbekannten Gewichte Variablen festlegen? - Welche zwei Informationen gibt dir der Text über die Beziehung der Gewichte zueinander? - Kannst du eine der Variablen durch die andere ausdrücken und in die erste Gleichung einsetzen? - Überprüfe am Ende, ob die Summe der Gewichte wirklich \(5\,500\,\text{kg}\) ergibt.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für das Gewicht eines Zebras in \(\text{kg}\) und \(y\) für das Gewicht des Elefanten in \(\text{kg}\). 2. Aufstellen des Gleichungssystems: I: \(y + 4x = 5\,500\) II: \(y = 12x + 100\) 3. Einsetzen von Gleichung II in Gleichung I: \((12x + 100) + 4x = 5\,500\). 4. Zusammenfassen und Lösen nach \(x\): \(16x + 100 = 5\,500 \Rightarrow 16x = 5\,400 \Rightarrow x = 337{,}5\). 5. Einsetzen von \(x\) in Gleichung II zur Bestimmung von \(y\): \(y = 12 \cdot 337{,}5 + 100 = 4\,050 + 100 = 4\,150\). 6. Ergebnis: Ein Zebra wiegt \(337{,}5\,\text{kg}\), der Elefant wiegt \(4\,150\,\text{kg}\).

Antwort

Ein Zebra wiegt \(337{,}5\,\text{kg}\) und der Elefant wiegt \(4\,150\,\text{kg}\).
4243338
In einem Lager befinden sich zwei Typen von Ölkanistern: große und kleine. Insgesamt enthalten 2 große und 6 kleine Kanister zusammen \(54\,\text{l}\) Öl. Ein großer Kanister fasst \(2\,\text{l}\) mehr als zwei kleine Kanister zusammen. Berechne die Füllmenge der beiden Kanistertypen.

Denkanstöße

- Welche zwei Unbekannten suchen wir in dieser Aufgabe? - Kannst du die Zusammenhänge aus dem Text in zwei mathematische Gleichungen übersetzen? - Welches Verfahren (Einsetzungs-, Gleichsetzungs- oder Additionsverfahren) bietet sich hier besonders an, wenn eine Variable bereits fast alleine steht? - Hast du am Ende geprüft, ob deine Werte in beide Sätze der Aufgabenstellung passen?

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für das Volumen eines großen Kanisters und \(y\) für das eines kleinen Kanisters in Litern. 2. Aufstellen des Gleichungssystems: \(2x + 6y = 54\) und \(x = 2y + 2\). 3. Anwendung des Einsetzungsverfahrens durch Einsetzen der zweiten Gleichung in die erste: \(2 \cdot (2y + 2) + 6y = 54\). 4. Auflösen der Klammer und Zusammenfassen der Terme: \(4y + 4 + 6y = 54 \Rightarrow 10y + 4 = 54\). 5. Isolieren der Variable \(y\): \(10y = 50 \Rightarrow y = 5\). 6. Berechnung von \(x\) durch Einsetzen von \(y = 5\) in die zweite Gleichung: \(x = 2 \cdot 5 + 2 = 12\). 7. Ergebnis: Ein großer Kanister fasst \(12\,\text{l}\) und ein kleiner Kanister fasst \(5\,\text{l}\).

Antwort

Ein großer Kanister hat eine Füllmenge von \(12\,\text{l}\) und ein kleiner Kanister eine Füllmenge von \(5\,\text{l}\).
4243378
In einer Obstscheune werden Äpfel in Kisten verpackt. Wenn man in jede Kiste genau \(12\) Äpfel legt, bleiben \(15\) Äpfel übrig. Füllt man hingegen in jede Kiste \(15\) Äpfel, so bleiben genau \(2\) Kisten leer. Bestimme die Anzahl der Äpfel und die Anzahl der vorhandenen Kisten.

Denkanstöße

- Was bleibt in beiden Situationen gleich? - Kannst du für die Anzahl der Kisten und die Anzahl der Äpfel jeweils eine Variable festlegen? - Wie viele Äpfel passen in die Kisten, wenn zwei Kisten leer bleiben? - Versuche, für beide Szenarien einen Term für die Gesamtzahl der Äpfel aufzustellen.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für die Anzahl der Kisten und \(y\) für die Anzahl der Äpfel. 2. Aufstellen der Gleichungen aus den Bedingungen: \(y = 12x + 15\) (erste Verteilung) und \(y = 15 \cdot (x - 2)\) (zweite Verteilung). 3. Gleichsetzen der Ausdrücke für \(y\): \(12x + 15 = 15 \cdot (x - 2)\). 4. Auflösen der Klammer und Zusammenfassen: \(12x + 15 = 15x - 30\). 5. Isolieren der Variable \(x\): \(3x = 45\), woraus \(x = 15\) Kisten folgt. 6. Einsetzen von \(x\) in eine der Ausgangsgleichungen: \(y = 12 \cdot 15 + 15 = 195\) Äpfel.

Antwort

Es sind \(195\) Äpfel und \(15\) Kisten.
4243458
Ein Sportverein besteht aus den Abteilungen Fußball und Tennis. Im vergangenen Jahr hatten diese beiden Abteilungen zusammen insgesamt 200 Mitglieder. Im aktuellen Jahr stieg die Mitgliederzahl in der Fußballabteilung um \(10\,\%\), während sie in der Tennisabteilung um \(10\,\%\) sank. Insgesamt hat der Verein nun 202 Mitglieder. Wie viele Mitglieder hatte jede der beiden Abteilungen im vergangenen Jahr?

Denkanstöße

- Kannst du für jede Abteilung eine Variable festlegen, die die ursprüngliche Mitgliederzahl beschreibt? - Wie hängen die Mitgliederzahlen im Vorjahr zusammen? - Wie verändern sich die Zahlen durch die prozentualen Angaben? - Kannst du eine der Variablen durch die andere ausdrücken, um die Anzahl der Unbekannten zu reduzieren?

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für die Anzahl der Mitglieder beim Fußball und \(y\) für die Anzahl beim Tennis im Vorjahr. 2. Aufstellen des Gleichungssystems: \(x + y = 200\) und \(1{,}1x + 0{,}9y = 202\). 3. Auflösen der ersten Gleichung nach \(y\): \(y = 200 - x\). 4. Einsetzen in die zweite Gleichung: \(1{,}1x + 0{,}9 \cdot (200 - x) = 202\). 5. Vereinfachen der Gleichung: \(1{,}1x + 180 - 0{,}9x = 202 \Rightarrow 0{,}2x + 180 = 202\). 6. Berechnung von \(x\): \(0{,}2x = 22 \Rightarrow x = 110\). 7. Berechnung von \(y\): \(y = 200 - 110 = 90\).

Antwort

Im vergangenen Jahr hatte die Fußballabteilung 110 Mitglieder und die Tennisabteilung 90 Mitglieder.
4243958
Lukas und Mia möchten einen Fußball für \(30{,}00\,\text{€}\) kaufen. Lukas sagt zu Mia: „Wenn ich zwei Fünftel deines Geldes zusätzlich zu meinem Geld hätte, könnte ich den Ball genau allein bezahlen.“ Mia entgegnet: „Wenn ich die Hälfte deines Geldes zusätzlich zu meinem hätte, könnte ich ihn ebenfalls genau bezahlen.“ Wie viel Geld haben Lukas und Mia jeweils?

Denkanstöße

- Kannst du die Aussagen von Lukas und Mia in mathematische Gleichungen übersetzen? - Welche Unbekannten suchen wir in dieser Aufgabe? - Welches Verfahren (Einsetzungs-, Gleichsetzungs- oder Additionsverfahren) bietet sich hier an? - Achte darauf, dass „zwei Fünftel deines Geldes“ als Bruch oder Dezimalzahl geschrieben werden kann.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(L\) für das Geld von Lukas und \(M\) für das Geld von Mia in Euro. 2. Aufstellen des Gleichungssystems: (I) \(L + \frac{2}{5}M = 30\) (II) \(M + \frac{1}{2}L = 30\) 3. Umstellen von Gleichung (II) nach \(M\): \(M = 30 - 0{,}5L\). 4. Einsetzen in Gleichung (I): \(L + 0{,}4 \cdot (30 - 0{,}5L) = 30\). 5. Vereinfachen und nach \(L\) auflösen: \(L + 12 - 0{,}2L = 30 \Rightarrow 0{,}8L = 18 \Rightarrow L = 22{,}5\). 6. Berechnung von \(M\): \(M = 30 - 0{,}5 \cdot 22{,}5 = 30 - 11{,}25 = 18{,}75\).

Antwort

Lukas hat \(22{,}50\,\text{€}\) und Mia hat \(18{,}75\,\text{€}\).
4243998
Lukas und Marie besitzen beide eine Sammlung von Spielkarten. Lukas sagt zu Marie: „Wenn du mir 10 deiner Karten schenkst, dann habe ich genau doppelt so viele Karten wie du.“ Marie antwortet: „Wenn du mir aber 10 deiner Karten gibst, dann haben wir beide exakt gleich viele Karten.“ Bestimme, wie viele Karten Lukas und Marie jeweils am Anfang hatten.

Denkanstöße

- Kannst du für beide Personen eine Variable festlegen? - Wie verändert sich die Anzahl der Karten bei jeder Person, wenn Karten getauscht werden? - Versuche, für jede der beiden Aussagen eine eigene Gleichung aufzustellen. - Was bedeutet „doppelt so viele“ mathematisch ausgedrückt? - Welches Verfahren eignet sich am besten, um das Gleichungssystem zu lösen?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) für die Anzahl der Karten von Lukas, \(y\) für die Anzahl der Karten von Marie 2. Erste Bedingung (Lukas erhält 10 Karten): \(x + 10 = 2 \cdot (y - 10)\) 3. Zweite Bedingung (Marie erhält 10 Karten): \(x - 10 = y + 10\) 4. Zweite Gleichung nach \(x\) auflösen: \(x = y + 20\) 5. \(x\) in die erste Gleichung einsetzen: \((y + 20) + 10 = 2y - 20\) 6. Gleichung vereinfachen: \(y + 30 = 2y - 20\) 7. Nach \(y\) auflösen: \(y = 50\) 8. \(x\) berechnen: \(x = 50 + 20 = 70\)

Antwort

Lukas hatte zu Beginn 70 Karten und Marie hatte 50 Karten.
4137698
Jan und Kim sparen für ein gemeinsames Projekt. Jan hat bereits \(20\,\text{€}\) mehr gespart als Kim. Würde Jan sein Erspartes verdoppeln und Kim ihres verdreifachen, hätten sie zusammen genau \(240\,\text{€}\). Bestimme mithilfe eines Gleichungssystems, wie viel Geld Jan und Kim jeweils gespart haben.

Denkanstöße

- Lies genau, wer mehr Geld hat und wie dieser Unterschied mathematisch ausgedrückt werden kann. - Was bedeutet „verdoppeln“ und „verdreifachen“ für deine Variablen? - Wenn eine Variable bereits nach der anderen aufgelöst ist, bietet sich ein bestimmtes Lösungsverfahren besonders an.

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) für Jans Erspartes und \(y\) für Kims Erspartes. 2. Gleichungen aufstellen: I: \(x = y + 20\); II: \(2x + 3y = 240\). 3. Einsetzungsverfahren nutzen: Setze \(x\) aus Gleichung I in Gleichung II ein: \(2 \cdot (y + 20) + 3y = 240\). 4. Gleichung lösen: \(2y + 40 + 3y = 240 \implies 5y + 40 = 240 \implies 5y = 200 \implies y = 40\). 5. Wert für \(x\) berechnen: \(x = 40 + 20 = 60\).

Antwort

Jan hat \(60\,\text{€}\) gespart und Kim hat \(40\,\text{€}\) gespart.
4137918
In zwei Klassen der 8. Jahrgangsstufe sind insgesamt \(60\) Schülerinnen und Schüler. Für das nächste Schuljahr wird eine Veränderung prognostiziert: Die Anzahl in Klasse 8a soll um \(20\,\%\) steigen, während die Anzahl in Klasse 8b um \(20\,\%\) sinkt. In diesem Fall würde die Gesamtschülerzahl beider Klassen zusammen auf \(62\) steigen. Wie viele Schülerinnen und Schüler besuchen aktuell die jeweilige Klasse?

Denkanstöße

- Wie drückt man eine prozentuale Zunahme oder Abnahme als Dezimalzahl aus? - Was bedeutet es für die Rechnung, wenn eine Größe um \(20\,\%\) wächst? - Stelle zwei Gleichungen auf: eine für die jetzige Situation und eine für die Prognose. - Achte darauf, dass die Anzahl der Schülerinnen und Schüler am Ende eine ganze Zahl sein muss.

Lösung

1. Variablen festlegen: \(a\) für die Anzahl in 8a und \(b\) für die Anzahl in 8b. 2. Erste Gleichung: \(a + b = 60\). 3. Zweite Gleichung (prozentuale Änderung): \(1{,}2a + 0{,}8b = 62\). 4. Einsetzungsverfahren: \(b = 60 - a\) in die zweite Gleichung einsetzen. 5. Berechnung: \(1{,}2a + 0{,}8 \cdot (60 - a) = 62 \implies 1{,}2a + 48 - 0{,}8a = 62\). 6. Zusammenfassen: \(0{,}4a + 48 = 62 \implies 0{,}4a = 14\). 7. Ergebnis für \(a\): \(a = 14 : 0{,}4 = 35\). 8. Ergebnis für \(b\): \(b = 60 - 35 = 25\). Klasse 8a hat \(35\) Schülerinnen und Schüler, Klasse 8b hat \(25\) Schülerinnen und Schüler.

Antwort

In Klasse 8a sind aktuell \(35\) Schülerinnen und Schüler und in Klasse 8b sind es \(25\) Schülerinnen und Schüler.
4137948
Bestimme ein Zahlenpaar \((x|y)\), das die folgenden zwei Bedingungen gleichzeitig erfüllt: 1. Der \(x\)-Wert ist genau das \(1{,}5\)-fache des \(y\)-Wertes. 2. Die Summe aus dem \(x\)-Wert und dem \(y\)-Wert beträgt \(35\). Stelle dazu zuerst für jede Bedingung eine lineare Gleichung auf.

Denkanstöße

- Schreibe für jede der beiden Bedingungen eine eigene Gleichung auf. - Du hast nun ein System aus zwei Gleichungen. Kannst du eine Variable durch die andere ersetzen? - Wenn du einen Wert gefunden hast, kannst du ihn in eine der Gleichungen einsetzen, um den zweiten Wert zu finden.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichungen: Bedingung 1 ergibt \(x = 1{,}5y\). Bedingung 2 ergibt \(x + y = 35\). 2. Einsetzungsverfahren: Ersetze \(x\) in der zweiten Gleichung durch den Ausdruck aus der ersten Gleichung: \(1{,}5y + y = 35\). 3. Zusammenfassen: \(2{,}5y = 35\). 4. Berechnung von \(y\): \(y = 35 : 2{,}5 = 14\). 5. Berechnung von \(x\): Einsetzen in die erste Gleichung ergibt \(x = 1{,}5 \cdot 14 = 21\). 6. Überprüfung: \(21 + 14 = 35\) und \(21 : 14 = 1{,}5\).

Antwort

Die Gleichungen lauten \(x = 1{,}5y\) und \(x + y = 35\). Das gesuchte Zahlenpaar ist \((21|14)\).
4137998
Zwei Geschwister, Anna und Ben, vergleichen ihr Erspartes. Anna sagt: „Wenn du mir \(15\,\text{€}\) von deinem Geld gibst, habe ich genau doppelt so viel wie du dann noch übrig hast.“ Ben antwortet: „Wenn du mir aber \(5\,\text{€}\) von deinem Geld gibst, haben wir beide exakt den gleichen Betrag.“ Berechne, wie viel Euro Anna und Ben jeweils gespart haben.

Denkanstöße

- Was passiert mit dem Geldbetrag einer Person, wenn sie etwas abgibt? Was passiert bei der Person, die es bekommt? - Kannst du die Bedingungen „doppelt so viel“ und „gleich viel“ in mathematische Zeichen übersetzen? - Stelle für jede der beiden Aussagen eine Gleichung auf. - Es hilft, die Gleichungen erst einmal zu vereinfachen, bevor du ein Lösungsverfahren wählst.

Lösung

1. Variablen festlegen: \(a\) für Annas Erspartes und \(b\) für Bens Erspartes. 2. Modellieren der ersten Aussage: Erhält Anna \(15\,\text{€}\), hat sie \(a + 15\) und Ben \(b - 15\). Die Gleichung lautet \(a + 15 = 2 \cdot (b - 15)\). 3. Modellieren der zweiten Aussage: Gibt Anna \(5\,\text{€}\) ab, hat sie \(a - 5\) und Ben \(b + 5\). Die Gleichung lautet \(a - 5 = b + 5\). 4. Umformen des Systems: \(a - 2b = -45\) und \(a - b = 10\). 5. Lösen des Systems: Aus der zweiten Gleichung folgt \(a = b + 10\). Einsetzen in die erste: \((b + 10) - 2b = -45 \Rightarrow -b = -55 \Rightarrow b = 55\). 6. Berechnung von \(a\): \(a = 55 + 10 = 65\).

Antwort

Anna hat \(65{,}00\,\text{€}\) und Ben hat \(55{,}00\,\text{€}\) gespart.
4138288
Das Doppelte einer ersten Zahl und das Dreifache einer zweiten Zahl ergeben zusammen genau \(50\). Wenn man das Fünffache der ersten Zahl nimmt und davon das Doppelte der zweiten Zahl subtrahiert, erhält man \(11\). Bestimme die beiden Zahlen und zeige deinen Rechenweg.

Denkanstöße

- Kannst du die Sätze in mathematische Gleichungen mit zwei Variablen übersetzen? - Welches Verfahren (Einsetzen, Gleichsetzen oder Addieren) erscheint dir hier am einfachsten? - Wie kannst du eine der Variablen verschwinden lassen, indem du die Gleichungen geschickt multiplizierst? - Hast du am Ende geprüft, ob deine Zahlen beide Bedingungen aus dem Text erfüllen?

Lösung

1. Aufstellen des Gleichungssystems mit den Zahlen \(x\) und \(y\): (I) \(2x + 3y = 50\) (II) \(5x - 2y = 11\) 2. Anwendung des Additionsverfahrens: Multiplikation von (I) mit \(2\) und (II) mit \(3\): (I') \(4x + 6y = 100\) (II') \(15x - 6y = 33\) 3. Addition der Gleichungen (I') und (II'): \(19x = 133\). 4. Berechnen von \(x\): \(x = 133 : 19 = 7\). 5. Einsetzen von \(x = 7\) in Gleichung (I): \(2 \cdot 7 + 3y = 50 \Rightarrow 14 + 3y = 50 \Rightarrow 3y = 36 \Rightarrow y = 12\). Die gesuchten Zahlen sind \(7\) und \(12\).

Antwort

Die erste Zahl ist \(7\) und die zweite Zahl ist \(12\).
4141718
Die Quersumme einer zweistelligen Zahl ist 12. Wenn man die beiden Ziffern dieser Zahl vertauscht, erhält man eine neue Zahl, die um 18 größer ist als die ursprüngliche Zahl. Bestimme die ursprüngliche Zahl und erkläre dein Vorgehen.

Denkanstöße

- Wie lässt sich eine zweistellige Zahl mithilfe ihrer Zehner- und Einerziffer allgemein als Term schreiben? - Was bedeutet „Quersumme“ mathematisch für die Ziffern? - Wie verändert sich der Wert der Zahl, wenn die Ziffern ihre Plätze tauschen? - Stelle für jede Bedingung im Text eine Gleichung auf.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) sei die Zehnerziffer und \(y\) die Einerziffer. Die Zahl lautet somit \(10x + y\). 2. Aufstellen der ersten Gleichung (Quersumme): \(x + y = 12\). 3. Aufstellen der zweiten Gleichung (Vertauschen der Ziffern): \((10y + x) = (10x + y) + 18\). 4. Vereinfachen der zweiten Gleichung: \(9y - 9x = 18\), was durch Division durch 9 zu \(y - x = 2\) wird. 5. Lösen des Systems: I: \(x + y = 12\) II: \(-x + y = 2\) Addition der Gleichungen ergibt \(2y = 14\), also \(y = 7\). Einsetzen in I ergibt \(x + 7 = 12\), also \(x = 5\). 6. Die ursprüngliche Zahl ist \(10 \cdot 5 + 7 = 57\).

Antwort

Die ursprüngliche Zahl lautet 57.
4240238
Für ein Schulfest war der Verkauf von insgesamt 500 Karten geplant: Schülerkarten und Karten für Erwachsene. Tatsächlich wurden \(105\,\%\) der geplanten Anzahl an Schülerkarten und \(90\,\%\) der geplanten Anzahl an Erwachsenenkarten verkauft. Insgesamt wurden 495 Karten verkauft. Bestimme, wie viele Karten von jeder Sorte tatsächlich verkauft wurden.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welche zwei Werte unbekannt sind, und gib ihnen Namen wie \(x\) und \(y\). - Kannst du aus der Gesamtzahl der geplanten Karten eine erste Gleichung bilden? - Die zweite Gleichung beschreibt die Situation nach der Änderung der Verkaufszahlen. Wie drückst du Prozentsätze als Dezimalzahlen aus? - Wenn du die geplanten Mengen berechnet hast, vergiss nicht, am Ende die tatsächlichen Verkaufszahlen auszurechnen.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für die geplante Anzahl der Schülerkarten und \(y\) für die geplante Anzahl der Erwachsenenkarten. 2. Aufstellen des linearen Gleichungssystems: I: \(x + y = 500\); II: \(1{,}05x + 0{,}90y = 495\). 3. Auflösen der ersten Gleichung nach \(y\): \(y = 500 - x\). 4. Einsetzen in die zweite Gleichung: \(1{,}05x + 0{,}90 \cdot (500 - x) = 495\). 5. Vereinfachen und Lösen nach \(x\): \(1{,}05x + 450 - 0{,}90x = 495 \implies 0{,}15x = 45 \implies x = 300\). 6. Berechnen von \(y\): \(y = 500 - 300 = 200\). 7. Berechnung der tatsächlich verkauften Karten: Schülerkarten: \(300 \cdot 1{,}05 = 315\); Erwachsenenkarten: \(200 \cdot 0{,}90 = 180\).

Antwort

Es wurden tatsächlich 315 Schülerkarten und 180 Erwachsenenkarten verkauft.
4240248
Frau Weber legt ein Erbe von \(12\,000{,}00\,\text{€}\) auf zwei verschiedenen Sparkonten an. Das erste Konto wird mit \(1{,}5\,\%\) pro Jahr verzinst, das zweite mit \(2{,}5\,\%\). Nach genau einem Jahr ist das gesamte Guthaben (Anfangskapital plus Zinsen) beider Konten auf insgesamt \(12\,230{,}00\,\text{€}\) angewachsen. Berechne, welcher Betrag auf jedem der beiden Konten ursprünglich angelegt wurde.

Denkanstöße

- Was genau stellt der Unterschied zwischen dem Endguthaben und dem Startkapital dar? - Stelle eine Gleichung für das Gesamtkapital und eine zweite Gleichung für die erwirtschafteten Zinsen auf. - Achte darauf, die Zinssätze korrekt in Dezimalzahlen umzuwandeln (z. B. \(1\,\% = 0{,}01\)). - Du kannst ein beliebiges Verfahren zum Lösen des Gleichungssystems verwenden, zum Beispiel das Einsetzungsverfahren.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für den Anlagebetrag auf Konto 1 und \(y\) für den Anlagebetrag auf Konto 2. 2. Bestimmung der Gesamtzinsen: Die Zunahme des Kapitals beträgt \(12\,230{,}00\,\text{€} - 12\,000{,}00\,\text{€} = 230{,}00\,\text{€}\). 3. Aufstellen des Gleichungssystems: I: \(x + y = 12\,000\); II: \(0{,}015x + 0{,}025y = 230\). 4. Auflösen von Gleichung I nach \(y\): \(y = 12\,000 - x\). 5. Einsetzen in Gleichung II: \(0{,}015x + 0{,}025 \cdot (12\,000 - x) = 230\). 6. Vereinfachen und Lösen nach \(x\): \(0{,}015x + 300 - 0{,}025x = 230 \implies -0{,}01x = -70 \implies x = 7\,000\). 7. Berechnen von \(y\): \(y = 12\,000 - 7\,000 = 5\,000\).

Antwort

Auf dem ersten Konto wurden \(7\,000{,}00\,\text{€}\) und auf dem zweiten Konto \(5\,000{,}00\,\text{€}\) angelegt.
4240328
Für eine Bergtour wird die Ausrüstung gewogen. Ein Rucksack und zwei Schlafsäcke wiegen zusammen \(4{,}2\,\text{kg}\). Zwei baugleiche Rucksäcke und ein Schlafsack derselben Art wiegen zusammen \(3{,}9\,\text{kg}\). Bestimme das Gewicht eines einzelnen Rucksacks und eines einzelnen Schlafsacks.

Denkanstöße

- Was sind die beiden Unbekannten, nach denen in der Aufgabe gefragt wird? - Stelle für jede der beiden beschriebenen Kombinationen eine Gleichung auf. - Welches Verfahren zur Lösung von Gleichungssystemen (Einsetzungs-, Gleichsetzungs- oder Additionsverfahren) erscheint dir hier am einfachsten? - Wie kannst du dein Ergebnis am Ende überprüfen?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(r\) für das Gewicht eines Rucksacks und \(s\) für das Gewicht eines Schlafsacks. 2. Gleichungssystem aufstellen: I: \(r + 2s = 4{,}2\) und II: \(2r + s = 3{,}9\). 3. Eine Gleichung nach einer Variablen umstellen, z. B. Gleichung II nach \(s\): \(s = 3{,}9 - 2r\). 4. Den Ausdruck für \(s\) in Gleichung I einsetzen: \(r + 2 \cdot (3{,}9 - 2r) = 4{,}2\). 5. Klammer auflösen und zusammenfassen: \(r + 7{,}8 - 4r = 4{,}2 \implies -3r = -3{,}6\). 6. Nach \(r\) auflösen: \(r = 1{,}2\). 7. \(r\) in die Gleichung für \(s\) einsetzen: \(s = 3{,}9 - 2 \cdot 1{,}2 = 1{,}5\). 8. Ein Rucksack wiegt \(1{,}2\,\text{kg}\) und ein Schlafsack wiegt \(1{,}5\,\text{kg}\).

Antwort

Ein Rucksack wiegt \(1{,}2\,\text{kg}\) und ein Schlafsack wiegt \(1{,}5\,\text{kg}\).
4240418
Zwei Wassertanks enthalten zusammen \(3500\,\text{l}\) Wasser. Aus dem ersten Tank fließen pro Minute \(12\,\text{l}\) ab, während aus dem zweiten Tank pro Minute \(18\,\text{l}\) abfließen. Nach genau \(50\,\text{min}\) ist in beiden Tanks die gleiche Menge Wasser enthalten. Berechne, wie viele Liter Wasser sich ursprünglich in jedem der beiden Tanks befanden.

Denkanstöße

- Kannst du für jeden Tank einen Term aufstellen, der die Wassermenge nach einer bestimmten Zeit beschreibt? - Was bedeutet es für die Gleichung, wenn am Ende in beiden Tanks „die gleiche Menge“ ist? - Stelle ein System aus zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten auf. - Überlege dir zuerst, wie viel Wasser insgesamt aus jedem Tank nach der angegebenen Zeit abgeflossen ist.

Lösung

1. Definition der Variablen \(x\) für die Wassermenge in Tank 1 und \(y\) für Tank 2 in Litern. 2. Aufstellen der ersten Gleichung für die Gesamtmenge: \(x + y = 3500\). 3. Berechnung der abgeflossenen Mengen nach \(50\,\text{min}\): Tank 1 verliert \(12 \cdot 50 = 600\,\text{l}\), Tank 2 verliert \(18 \cdot 50 = 900\,\text{l}\). 4. Aufstellen der Gleichgewichtsbedingung: \(x - 600 = y - 900\). 5. Umformen der zweiten Gleichung nach \(x\): \(x = y - 300\). 6. Einsetzen in die erste Gleichung: \((y - 300) + y = 3500 \implies 2y = 3800 \implies y = 1900\). 7. Berechnung von \(x\): \(x = 1900 - 300 = 1600\).

Antwort

Im ersten Tank waren ursprünglich \(1600\,\text{l}\) und im zweiten Tank \(1900\,\text{l}\) Wasser.
4241388
Ein Vater ist aktuell viermal so alt wie sein Sohn. In 12 Jahren wird er nur noch doppelt so alt sein wie sein Sohn. Wie alt sind Vater und Sohn heute?

Denkanstöße

- Überlege dir, wie du das Alter der beiden Personen heute bezeichnen kannst. - Wie verändert sich das Alter beider Personen, wenn 12 Jahre vergehen? - Kannst du die Beziehung der Alterswerte in der Zukunft in einer Gleichung festhalten? - Versuche, eine Variable durch die andere zu ersetzen, um die Gleichung lösbar zu machen.

Lösung

1. Festlegen der Variablen \(v\) für das aktuelle Alter des Vaters und \(s\) für das aktuelle Alter des Sohnes. 2. Aufstellen der Gleichungen: \(v = 4s\) für den Ist-Zustand und \(v + 12 = 2 \cdot (s + 12)\) für den Zustand in 12 Jahren. 3. Einsetzen von \(v\) in die zweite Gleichung: \(4s + 12 = 2 \cdot (s + 12)\). 4. Auflösen der Klammer und Berechnen von \(s\): \(4s + 12 = 2s + 24 \Rightarrow 2s = 12 \Rightarrow s = 6\). 5. Einsetzen von \(s\) zur Bestimmung von \(v\): \(v = 4 \cdot 6 = 24\). Der Vater ist heute 24 Jahre alt und der Sohn ist 6 Jahre alt.

Antwort

Der Vater ist aktuell 24 Jahre alt und der Sohn ist 6 Jahre alt.
4243468
Ein Fitnessstudio bietet die Tarife „Basic“ und „Premium“ an. Im letzten Monat verzeichnete das Studio insgesamt 600 Mitglieder. In diesem Monat sank die Anzahl der Basic-Mitglieder um \(5\,\%\), während die Anzahl der Premium-Mitglieder um \(20\,\%\) zunahm. Insgesamt hat das Studio nun 630 Mitglieder. Wie viele Mitglieder nutzen in diesem Monat jeweils den Basic- und den Premium-Tarif?

Denkanstöße

- Was sind die gesuchten Größen und welche Zwischenschritte sind nötig? - Wie stellst du eine Abnahme um \(5\,\%\) oder eine Zunahme um \(20\,\%\) mathematisch dar? - Achte darauf, ob nach den Werten vom letzten Monat oder von diesem Monat gefragt wird. - Könnte eine Tabelle helfen, die Werte von „letztem Monat“ und „diesem Monat“ gegenüberzustellen?

Lösung

1. Definition der Variablen für den letzten Monat: \(b\) (Basic) und \(p\) (Premium). 2. Aufstellen des Gleichungssystems: \(b + p = 600\) und \(0{,}95b + 1{,}2p = 630\). 3. Anwendung des Einsetzungsverfahrens: \(p = 600 - b\), also \(0{,}95b + 1{,}2 \cdot (600 - b) = 630\). 4. Ausmultiplizieren und Zusammenfassen: \(0{,}95b + 720 - 1{,}2b = 630 \Rightarrow -0{,}25b + 720 = 630\). 5. Auflösen nach \(b\): \(-0{,}25b = -90 \Rightarrow b = 360\). 6. Berechnung von \(p\): \(p = 600 - 360 = 240\). 7. Berechnung der aktuellen Mitgliederzahlen für diesen Monat: Basic: \(0{,}95 \cdot 360 = 342\); Premium: \(1{,}2 \cdot 240 = 288\).

Antwort

In diesem Monat nutzen 342 Mitglieder den Basic-Tarif und 288 Mitglieder den Premium-Tarif.
4243688
Ein Team aus zwei Fachkräften, Herr Abel und Frau Bekker, soll eine Lieferung von \(240\,\text{Werkstücken}\) bearbeiten. Arbeiten sie gleichzeitig, schaffen sie den gesamten Auftrag in genau \(8\,\text{Stunden}\). Bei einem anderen Auftrag über die gleiche Menge arbeitet Herr Abel zunächst \(3\,\text{Stunden}\) allein, bevor Frau Bekker dazukommt. Gemeinsam arbeiten sie dann noch \(4\,\text{Stunden}\) weiter, bis sie insgesamt \(180\,\text{Werkstücke}\) fertiggestellt haben. Ermittle, wie viele Werkstücke jede Person pro Stunde einzeln bearbeitet.

Denkanstöße

- Stelle zuerst fest, wie viele Werkstücke die beiden zusammen in einer einzigen Stunde schaffen. - Wie lässt sich die gesamte produzierte Menge (180 Stück) aus den Einzelzeiten der beiden Personen zusammensetzen? - Kannst du ein Gleichungssystem mit zwei Unbekannten aufstellen? - Überlege, wie du den bekannten Wert für die gemeinsame Stundenleistung in die zweite Situation einsetzen kannst.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) ist die Anzahl der Werkstücke pro Stunde von Herrn Abel, \(y\) die von Frau Bekker. 2. Aufstellen der ersten Gleichung aus der gemeinsamen Arbeitszeit: \(8(x + y) = 240\), vereinfacht zu \(x + y = 30\). 3. Aufstellen der zweiten Gleichung aus dem Teilarbeitsgang: \(3x + 4(x + y) = 180\). 4. Substitution von \((x + y)\) durch \(30\) in der zweiten Gleichung: \(3x + 4 \cdot 30 = 180\). 5. Lösung nach \(x\): \(3x + 120 = 180 \implies 3x = 60 \implies x = 20\). 6. Lösung nach \(y\): \(20 + y = 30 \implies y = 10\). 7. Ergebnis: Herr Abel bearbeitet \(20\,\text{Werkstücke}/\text{h}\), Frau Bekker \(10\,\text{Werkstücke}/\text{h}\).

Antwort

Herr Abel bearbeitet \(20\,\text{Werkstücke}\) pro Stunde und Frau Bekker \(10\,\text{Werkstücke}\) pro Stunde.
4243698
Zwei verschiedene Pumpen füllen ein Löschwasserbecken. Wenn beide Pumpen 4 Stunden lang gleichzeitig laufen, ist genau ein Drittel des Beckens gefüllt. Wenn hingegen die erste Pumpe 6 Stunden und die zweite 3 Stunden läuft, sind \(40\,\%\) des Beckens gefüllt. Berechne, wie viele Stunden jede Pumpe einzeln benötigen würde, um das gesamte Becken zu füllen.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welchen Bruchteil des Beckens eine Pumpe pro Stunde füllt. - Kannst du die Informationen aus dem Text in zwei mathematische Gleichungen übersetzen? - Schreibe \(40\,\%\) als Bruch oder Dezimalzahl. - Wenn du den gefüllten Anteil pro Stunde kennst, wie erhältst du daraus die Zeit für das ganze Becken?

Lösung

1. Definition der Arbeitsraten \(x\) und \(y\) (Anteil des Beckens pro Stunde) für die beiden Pumpen. 2. Aufstellen des linearen Gleichungssystems basierend auf den Angaben: \(4 \cdot (x + y) = \frac{1}{3}\) und \(6x + 3y = 0{,}4\). 3. Vereinfachung der ersten Gleichung zu \(x + y = \frac{1}{12}\). 4. Lösen des Systems, zum Beispiel durch Einsetzen von \(y = \frac{1}{12} - x\) in die zweite Gleichung: \(6x + 3 \cdot (\frac{1}{12} - x) = \frac{2}{5} \implies 3x + \frac{1}{4} = \frac{2}{5}\). 5. Berechnung der Raten: \(3x = \frac{8}{20} - \frac{5}{20} = \frac{3}{20} \implies x = \frac{1}{20}\) und \(y = \frac{1}{12} - \frac{1}{20} = \frac{5}{60} - \frac{3}{60} = \frac{1}{30}\). 6. Bestimmung der Zeitdauer für das gesamte Becken durch die Kehrwerte der Raten: Die erste Pumpe benötigt \(20\,\text{Stunden}\), die zweite Pumpe \(30\,\text{Stunden}\).

Antwort

Die erste Pumpe benötigt allein \(20\,\text{Stunden}\), die zweite Pumpe \(30\,\text{Stunden}\).
4243748
Zwei verschiedene Pumpen, \(A\) und \(B\), befördern Wasser in ein Auffangbecken. Wenn Pumpe \(A\) für \(3\) Stunden und Pumpe \(B\) für \(2\) Stunden läuft, werden insgesamt \(110\,\text{m}^3\) Wasser befördert. Laufen hingegen Pumpe \(A\) für \(2\) Stunden und Pumpe \(B\) für \(4\) Stunden, sind es \(140\,\text{m}^3\). a) Bestimme die Förderleistung jeder Pumpe in Kubikmetern pro Stunde. b) Wie lange würde es dauern, ein leeres Becken mit einem Fassungsvermögen von \(225\,\text{m}^3\) zu füllen, wenn beide Pumpen gleichzeitig arbeiten?

Denkanstöße

- Was bedeutet „Förderleistung“ in diesem Zusammenhang? - Stelle zuerst ein System für die stündlichen Raten auf. - Wenn du die Raten beider Pumpen kennst, wie viel Wasser fördern sie dann gemeinsam in einer Stunde? - Wie berechnet man die Zeit, wenn die Gesamtmenge und die Geschwindigkeit bekannt sind?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(a\) und \(b\) für die Förderleistungen in \(\text{m}^3/\text{h}\). 2. Gleichungssystem aufstellen: (I) \(3a + 2b = 110\) und (II) \(2a + 4b = 140\). 3. Gleichung (II) durch \(2\) teilen: \(a + 2b = 70 \implies a = 70 - 2b\). 4. Einsetzen in (I): \(3 \cdot (70 - 2b) + 2b = 110 \implies 210 - 6b + 2b = 110 \implies -4b = -100 \implies b = 25\). 5. Berechnung von \(a\): \(a = 70 - 2 \cdot 25 = 20\). Die Förderleistungen betragen \(20\,\text{m}^3/\text{h}\) für Pumpe \(A\) und \(25\,\text{m}^3/\text{h}\) für Pumpe \(B\). 6. Gemeinsame Leistung berechnen: \(20 + 25 = 45\,\text{m}^3/\text{h}\). 7. Zeit für \(225\,\text{m}^3\) berechnen: \(225\,\text{m}^3 : 45\,\text{m}^3/\text{h} = 5\,\text{h}\).

Antwort

a) Pumpe \(A\) fördert \(20\,\text{m}^3/\text{h}\) und Pumpe \(B\) fördert \(25\,\text{m}^3/\text{h}\). b) Es würde \(5\) Stunden dauern.
4243968
In zwei Messbechern A und B befindet sich jeweils eine unbekannte Menge Wasser. Gießt man ein Drittel des Wassers aus Becher B zusätzlich in Becher A, so befinden sich in Becher A genau \(120\,\text{ml}\). Gießt man stattdessen die Hälfte des Wassers aus Becher A zusätzlich in Becher B, so befinden sich in Becher B genau \(150\,\text{ml}\). a) Wie viel Milliliter Wasser befanden sich ursprünglich in den einzelnen Bechern? b) Wie viel Wasser befindet sich insgesamt in beiden Bechern zusammen?

Denkanstöße

- Stelle für jeden der beiden beschriebenen Fälle eine Gleichung auf. - Was passiert mit der Wassermenge im jeweils anderen Becher in deiner Rechnung? - Hast du am Ende geprüft, ob deine Lösung für beide Bedingungen der Aufgabe passt? - Wie berechnet man die Gesamtmenge, wenn man die Einzelmengen kennt?

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für Becher A und \(y\) für Becher B in \(\text{ml}\). 2. Aufstellen des Gleichungssystems: (I) \(x + \frac{1}{3}y = 120\) (II) \(y + \frac{1}{2}x = 150\) 3. Lösung des Systems (z. B. Additionsverfahren): Multiplikation von (I) mit \(3\) ergibt \(3x + y = 360\), also \(y = 360 - 3x\). 4. Einsetzen in (II): \(360 - 3x + 0{,}5x = 150 \Rightarrow -2{,}5x = -210 \Rightarrow x = 84\). 5. Berechnung von \(y\): \(y = 360 - 3 \cdot 84 = 360 - 252 = 108\). 6. Gesamtmenge berechnen: \(84\,\text{ml} + 108\,\text{ml} = 192\,\text{ml}\).

Antwort

a) In Becher A befanden sich ursprünglich \(84\,\text{ml}\) und in Becher B \(108\,\text{ml}\). b) Insgesamt befinden sich \(192\,\text{ml}\) Wasser in den Bechern.
4279748
Ein Safthersteller füllt \(120\,\text{Liter}\) Apfelsaft in zwei verschiedene Flaschengrößen ab: \(0{,}5\,\text{Liter}\)-Flaschen und \(0{,}75\,\text{Liter}\)-Flaschen. Insgesamt werden genau 200 Flaschen befüllt. a) Bestimme rechnerisch die Anzahl der Flaschen jeder Sorte. b) Begründe ohne eine neue Rechnung, ob die Gesamtzahl der benötigten Flaschen steigen oder sinken würde, wenn man bei gleicher Saftmenge den Anteil der \(0{,}75\,\text{Liter}\)-Flaschen erhöhen würde.

Denkanstöße

- Welche Informationen über die Flaschenmengen und die Saftmengen kannst du nutzen? - Versuche, eine Gleichung für die gesamte Saftmenge aufzustellen. - Überlege dir für den zweiten Teil, was passiert, wenn du Saft von vielen kleinen in wenige große Gefäße umfüllst.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für die Anzahl der \(0{,}5\,\text{Liter}\)-Flaschen und \(y\) für die Anzahl der \(0{,}75\,\text{Liter}\)-Flaschen. 2. Aufstellen des Gleichungssystems: \(x + y = 200\) (Gesamtanzahl) und \(0{,}5x + 0{,}75y = 120\) (Gesamtvolumen). 3. Auflösen der ersten Gleichung nach \(x\): \(x = 200 - y\). 4. Einsetzen in die Volumengleichung: \(0{,}5 \cdot (200 - y) + 0{,}75y = 120\). 5. Vereinfachen und Lösen: \(100 - 0{,}5y + 0{,}75y = 120 \implies 0{,}25y = 20 \implies y = 80\). 6. Berechnung von \(x\): \(x = 200 - 80 = 120\). 7. Zu Aufgabenteil b): Da die \(0{,}75\,\text{Liter}\)-Flaschen ein größeres Einzelvolumen haben als die \(0{,}5\,\text{Liter}\)-Flaschen, wird pro Flasche mehr Saft transportiert. Erhöht man den Anteil der größeren Flaschen, sinkt die benötigte Gesamtzahl der Gefäße für die konstante Saftmenge von \(120\,\text{Litern}\).

Antwort

a) Es wurden 120 Flaschen der Größe \(0{,}5\,\text{Liter}\) und 80 Flaschen der Größe \(0{,}75\,\text{Liter}\) befüllt. b) Die Gesamtzahl der Flaschen würde sinken, da die größeren Flaschen mehr Inhalt fassen und somit insgesamt weniger Gefäße für dieselbe Menge Saft benötigt werden.
4332308
Zwei Wassertanks haben unterschiedliche Füllstände. Tank A enthält zu Beginn \(500\,\text{l}\) Wasser, verliert aber durch ein Leck stetig \(50\,\text{l}\) pro Stunde. Tank B enthält anfangs nur \(100\,\text{l}\), wird aber mit einer Rate von \(150\,\text{l}\) pro Stunde befüllt. Das Diagramm zeigt den Verlauf der Wassermengen in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) in Stunden. Bestimme rechnerisch, nach wie vielen Stunden beide Tanks genau die gleiche Wassermenge enthalten und wie groß diese Menge zu diesem Zeitpunkt ist.
Abbildung zur Aufgabe 433230

Denkanstöße

- Überlege dir, wie du die Abnahme bzw. Zunahme des Wassers mathematisch als Steigung darstellen kannst. - Welcher Wert in deiner Gleichung entspricht dem Startwert im Tank? - Wenn zwei Graphen sich schneiden, haben sie an dieser Stelle denselben Funktionswert.

Lösung

1. Aufstellen der linearen Funktionsgleichungen für die Füllmengen in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) in Stunden: Tank A: \(y_A = -50t + 500\) Tank B: \(y_B = 150t + 100\) 2. Gleichsetzen der Funktionsterme zur Bestimmung des Zeitpunkts, an dem beide Tanks den gleichen Füllstand haben: \(-50t + 500 = 150t + 100\) 3. Zusammenfassen der Terme und Lösen der Gleichung nach \(t\): \(400 = 200t \Rightarrow t = 2\) 4. Einsetzen von \(t = 2\) in eine der Ausgangsgleichungen, um die entsprechende Wassermenge \(y\) zu berechnen: \(y = 150 \cdot 2 + 100 = 400\) Das Ergebnis zeigt, dass nach \(2\,\text{Stunden}\) beide Tanks jeweils \(400\,\text{l}\) Wasser enthalten.

Antwort

Nach \(2\,\text{Stunden}\) enthalten beide Tanks genau \(400\,\text{l}\) Wasser.
4137748
Zwei 3D-Drucker (Modell X und Modell Y) arbeiten an einem großen Auftrag. Wenn beide gleichzeitig drucken, benötigen sie genau \(4\) Stunden, um alle Teile fertigzustellen. Würde man jedoch zwei Geräte vom Modell X und ein Gerät vom Modell Y gleichzeitig einsetzen, wäre der Auftrag bereits nach \(3\) Stunden erledigt. Berechne, wie lange jedes Modell allein für den gesamten Auftrag benötigen würde.

Denkanstöße

- Überlege dir, welchen Bruchteil des Auftrags die Drucker pro Stunde schaffen. - Was passiert mathematisch, wenn man die Anzahl der Geräte eines Typs verdoppelt? - Kannst du eine Gleichung für die gemeinsame Arbeitsleistung pro Stunde aufstellen? - Wie hängen Arbeitsrate und benötigte Gesamtdauer für einen Auftrag zusammen?

Lösung

1. Aufstellen des Gleichungssystems mit den Arbeitsraten \(r_X\) und \(r_Y\) (Auftrag pro Stunde): I. \(1 \cdot r_X + 1 \cdot r_Y = \frac{1}{4}\) II. \(2 \cdot r_X + 1 \cdot r_Y = \frac{1}{3}\) 2. Subtraktion von Gleichung I von Gleichung II: \((2r_X + r_Y) - (r_X + r_Y) = \frac{1}{3} - \frac{1}{4}\) \(r_X = \frac{4}{12} - \frac{3}{12} = \frac{1}{12}\) 3. Einsetzen von \(r_X\) in Gleichung I: \(\frac{1}{12} + r_Y = \frac{1}{4} \Rightarrow r_Y = \frac{3}{12} - \frac{1}{12} = \frac{2}{12} = \frac{1}{6}\) 4. Bestimmung der Einzelzeiten: Modell X benötigt \(1 : \frac{1}{12} = 12\,\text{Stunden}\). Modell Y benötigt \(1 : \frac{1}{6} = 6\,\text{Stunden}\).

Antwort

Modell X benötigt alleine \(12\,\text{Stunden}\), Modell Y benötigt alleine \(6\,\text{Stunden}\).
4137758
Zwei Gärtner, Herr Grün und Frau Blume, pflegen gemeinsam eine Parkanlage. Wenn Herr Grün \(4\,\text{Stunden}\) und Frau Blume \(2\,\text{Stunden}\) arbeiten, schaffen sie genau die Hälfte der gesamten Fläche. Arbeitet Herr Grün hingegen \(2\,\text{Stunden}\) und Frau Blume \(5\,\text{Stunden}\), schaffen sie die gesamte Fläche. Bestimme, wer von beiden eine höhere Arbeitsrate (Fläche pro Stunde) hat und gib das Verhältnis ihrer Raten an.

Denkanstöße

- Stelle für beide Situationen eine Gleichung auf, die beschreibt, wie viel vom Park fertiggestellt wird. - Achte darauf, dass im ersten Fall nur die Hälfte der Fläche bearbeitet wurde. - Um die Raten zu vergleichen, kannst du die Brüche auf den gleichen Nenner bringen oder ihren Quotienten bilden.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(g\) sei die Arbeitsrate von Herrn Grün, \(b\) die von Frau Blume. 2. Aufstellen der Gleichungen: I. \(4g + 2b = 0{,}5\) II. \(2g + 5b = 1\) 3. Lösen des Systems: Multiplikation von II mit 2: \(4g + 10b = 2\) Subtraktion von I: \((4g + 10b) - (4g + 2b) = 2 - 0{,}5 \Rightarrow 8b = 1{,}5\) \(b = \frac{1{,}5}{8} = \frac{3}{16}\) Einsetzen in II: \(2g + 5 \cdot \frac{3}{16} = 1 \Rightarrow 2g + \frac{15}{16} = 1 \Rightarrow 2g = \frac{1}{16} \Rightarrow g = \frac{1}{32}\) 4. Vergleich und Verhältnis: Frau Blume hat die höhere Arbeitsrate, da \(\frac{3}{16} > \frac{1}{32}\) (bzw. \(\frac{6}{32} > \frac{1}{32}\)). Das Verhältnis \(\frac{b}{g} = \frac{3}{16} : \frac{1}{32} = \frac{3}{16} \cdot \frac{32}{1} = 6\).

Antwort

Frau Blume arbeitet schneller. Ihre Arbeitsrate ist genau \(6\)-mal so hoch wie die von Herrn Grün.
4137768
In einem Logistikzentrum wird eine Lagerhalle durch zwei verschiedene Förderbänder (A und B) beladen. Wenn beide gleichzeitig laufen, benötigen sie \(12\,\text{Stunden}\) für eine vollständige Beladung. In einem Testlauf arbeiten beide Bänder zunächst \(4\,\text{Stunden}\) gemeinsam. Dann fällt Förderband A aus. Förderband B benötigt weitere \(20\,\text{Stunden}\), um die restliche Halle allein fertig zu beladen. a) Berechne die Zeit, die jedes Förderband allein für eine komplette Beladung benötigen würde. b) Ein Techniker behauptet: „Wenn wir die Geschwindigkeit von Förderband B verdoppeln, halbiert sich die benötigte Gesamtzeit bei gemeinsamem Betrieb von A und B.“ Prüfe diese Aussage rechnerisch und nimm kurz Stellung.

Denkanstöße

- Wie viel der Halle ist nach der gemeinsamen Zeit bereits gefüllt? - Der Rest der Füllung muss komplett von Band B übernommen werden – wie schnell arbeitet B also? - Wenn sich die Geschwindigkeit eines Bandes verdoppelt, verdoppelt sich sein Anteil an der Arbeit pro Stunde. - Überlege, ob eine Verdopplung von nur einem Teil des Teams ausreicht, um die Zeit für alle zu halbieren.

Lösung

1. Teil a: Aufstellen der Raten \(r_A\) und \(r_B\). Gesamtleistung: \(r_A + r_B = \frac{1}{12}\). Testlauf: \(4(r_A + r_B) + 20r_B = 1\). Einsetzen der ersten Gleichung in die zweite: \(4 \cdot \frac{1}{12} + 20r_B = 1 \Rightarrow \frac{1}{3} + 20r_B = 1 \Rightarrow 20r_B = \frac{2}{3}\). \(r_B = \frac{2}{60} = \frac{1}{30}\). Berechnung von \(r_A\): \(r_A = \frac{1}{12} - \frac{1}{30} = \frac{5}{60} - \frac{2}{60} = \frac{3}{60} = \frac{1}{20}\). Dauer allein: A benötigt \(20\,\text{Stunden}\), B benötigt \(30\,\text{Stunden}\). 2. Teil b: Neue Rate \(r_B' = 2 \cdot \frac{1}{30} = \frac{1}{15}\). Neue Gesamtleistung: \(r_{neu} = r_A + r_B' = \frac{1}{20} + \frac{1}{15} = \frac{3}{60} + \frac{4}{60} = \frac{7}{60}\). Neue Zeit: \(T = 1 : \frac{7}{60} = \frac{60}{7} \approx 8{,}57\,\text{Stunden}\). Vergleich: Die ursprüngliche Zeit war \(12\,\text{Stunden}\), die Hälfte wäre \(6\,\text{Stunden}\). Da \(8{,}57 > 6\), ist die Aussage falsch. Nur ein Teil des Systems wurde beschleunigt, was nicht zur Halbierung der Gesamtzeit führt.

Antwort

a) Förderband A benötigt allein \(20\,\text{Stunden}\), Förderband B benötigt allein \(30\,\text{Stunden}\). b) Die Behauptung ist falsch. Die neue Zeit beträgt ca. \(8{,}57\,\text{Stunden}\), was mehr als die Hälfte der ursprünglichen Zeit (\(6\,\text{Stunden}\)) ist.
4240428
Paul und Marie haben zusammen \(150{,}00\,\text{€}\) gespart. Paul gibt jede Woche \(4{,}00\,\text{€}\) von seinem Geld aus. Marie hingegen spart fleißig weiter und erhält von ihren Eltern jede Woche \(2{,}00\,\text{€}\) dazu. Nach \(12\,\text{Wochen}\) besitzen beide exakt den gleichen Geldbetrag. Bestimme, wie viel Euro Paul und Marie jeweils am Anfang besaßen.

Denkanstöße

- Achte darauf, dass eine Person Geld verliert (Minus) und die andere Person Geld dazu bekommt (Plus). - Wie viel Geld hat Paul nach den 12 Wochen insgesamt ausgegeben? - Wie viel Geld hat Marie nach den 12 Wochen insgesamt dazugewonnen? - Kannst du eine Gleichung schreiben, die besagt, dass ihre Endbeträge gleich sind?

Lösung

1. Festlegen der Variablen \(p\) für Pauls Anfangsbetrag und \(m\) für Maries Anfangsbetrag. 2. Summengleichung aufstellen: \(p + m = 150\). 3. Terme für die Beträge nach \(12\,\text{Wochen}\) aufstellen: Paul hat \(p - 4 \cdot 12 = p - 48\), Marie hat \(m + 2 \cdot 12 = m + 24\). 4. Gleichsetzen der Terme: \(p - 48 = m + 24\). 5. Umformen der Gleichung zu \(p - m = 72\). 6. Addition der beiden Gleichungen \((p + m) + (p - m) = 150 + 72 \implies 2p = 222\). 7. Ergebnis für Paul: \(p = 111\). 8. Ergebnis für Marie durch Einsetzen: \(111 + m = 150 \implies m = 39\).

Antwort

Paul hatte am Anfang \(111{,}00\,\text{€}\) und Marie hatte \(39{,}00\,\text{€}\).
4243448
In einer Werkstatt werden zwei Typen von Holzregalen gefertigt: „Standard“ und „Luxus“. Für einen Auftrag über 50 Standard-Regale und 40 Luxus-Regale wurden ursprünglich insgesamt 130 Arbeitsstunden veranschlagt. Nach einer Optimierung der Abläufe verringert sich die Arbeitszeit pro Stück beim Modell „Standard“ um \(20\,\%\) und beim Modell „Luxus“ um \(10\,\%\). Für den gleichen Auftrag (50 Standard, 40 Luxus) werden nun nur noch 111 Arbeitsstunden benötigt. a) Bestimme die ursprüngliche Arbeitszeit pro Regal für jedes Modell. b) Die gesamte Zeitersparnis für den Auftrag beträgt ca. \(14{,}6\,\%\). Erkläre ohne Rechnung, warum dieser Wert nicht genau in der Mitte der beiden Einzelersparnisse (\(15\,\%\)) liegt.

Denkanstöße

- Stelle zuerst ein System aus zwei Gleichungen auf, wobei eine die alte und eine die neue Situation beschreibt. - Achte darauf, wie du eine Zeitverringerung mathematisch ausdrückst, zum Beispiel mit dem Faktor \(0{,}8\) bei einer Verringerung um \(20\,\%\). - Überlege dir für den zweiten Teil, für welches Modell insgesamt mehr Zeit verbraucht wurde. Welchen Einfluss hat das auf den gewichteten Gesamtdurchschnitt?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) für die ursprüngliche Zeit pro Standard-Regal, \(y\) für die ursprüngliche Zeit pro Luxus-Regal (in Stunden). 2. Erste Gleichung: \(50x + 40y = 130\). Vereinfacht: \(5x + 4y = 13\). 3. Zweite Gleichung mit Zeitreduktion (\(0{,}8x\) und \(0{,}9y\)): \(50 \cdot (0{,}8x) + 40 \cdot (0{,}9y) = 111 \Rightarrow 40x + 36y = 111\). 4. Lösen des Systems: Aus der ersten Gleichung folgt \(40x = 8 \cdot (13 - 4y) = 104 - 32y\). Einsetzen in die zweite: \(104 - 32y + 36y = 111 \Rightarrow 4y = 7 \Rightarrow y = 1{,}75\). 5. Berechnung von \(x\): \(5x + 4 \cdot 1{,}75 = 13 \Rightarrow 5x + 7 = 13 \Rightarrow 5x = 6 \Rightarrow x = 1{,}2\). 6. Ergebnis zu Teil a): Das Standard-Regal benötigte \(1{,}2\,\text{Stunden}\) (\(72\,\text{Minuten}\)), das Luxus-Regal \(1{,}75\,\text{Stunden}\) (\(105\,\text{Minuten}\)). 7. Erklärung zu Teil b): Die Gesamtersparnis ist ein gewichteter Durchschnitt. Auf die Luxus-Regale entfällt ursprünglich ein größerer Anteil der gesamten Arbeitszeit als auf die Standard-Regale. Deshalb beeinflusst die geringere Einzelersparnis von \(10\,\%\) den Gesamtwert stärker, sodass er unter \(15\,\%\) liegt und näher bei \(10\,\%\) als bei \(20\,\%\).

Antwort

a) Ursprünglich benötigte ein Standard-Regal \(1{,}2\,\text{Stunden}\) und ein Luxus-Regal \(1{,}75\,\text{Stunden}\). b) Die Gesamtersparnis liegt näher bei \(10\,\%\), weil für die Luxus-Regale (mit der geringeren Ersparnis) insgesamt mehr Arbeitszeit aufgewendet wurde als für die Standard-Regale.
4243588
Ein Lohnunternehmen soll eine große landwirtschaftliche Fläche ernten. Dafür ist der Einsatz einer bestimmten Anzahl von Mähdreschern über einen geplanten Zeitraum vorgesehen. Die Einsatzleitung berechnet: Würden 2 Mähdrescher zusätzlich eingesetzt, wäre die gesamte Ernte bereits 2 Tage früher als geplant abgeschlossen. Würden jedoch 3 Mähdrescher weniger zur Verfügung stehen, so würde die Ernte insgesamt 6 Tage länger dauern als vorgesehen. Bestimme die ursprünglich geplante Anzahl der Mähdrescher und die vorgesehene Dauer der Ernte in Tagen.

Denkanstöße

- Was bleibt bei allen Szenarien gleich? Überlege, wie du die gesamte Arbeitsleistung beschreiben kannst. - Stelle zwei Gleichungen auf, die den Zusammenhang zwischen der Anzahl der Maschinen und der benötigten Zeit beschreiben. - Wie kannst du die Gleichungen so umformen, dass die Produkte der Unbekannten wegfallen? - Welches Verfahren eignet sich am besten, um das lineare Gleichungssystem am Ende zu lösen?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(m\) für die Anzahl der Mähdrescher und \(d\) für die Anzahl der Tage. Die Gesamtarbeitsleistung ist \(md\). 2. Gleichungssystem aufstellen: \((m + 2) \cdot (d - 2) = md\) und \((m - 3) \cdot (d + 6) = md\). 3. Erste Gleichung vereinfachen: \(md - 2m + 2d - 4 = md \Rightarrow -2m + 2d = 4 \Rightarrow -m + d = 2\). 4. Zweite Gleichung vereinfachen: \(md + 6m - 3d - 18 = md \Rightarrow 6m - 3d = 18 \Rightarrow 2m - d = 6\). 5. Lösen des Systems durch Addition der vereinfachten Gleichungen: \((-m + d) + (2m - d) = 2 + 6 \Rightarrow m = 8\). 6. Berechnung von \(d\): \(-8 + d = 2 \Rightarrow d = 10\). Ergebnis: Geplant waren 8 Mähdrescher für eine Dauer von 10 Tagen.

Antwort

Ursprünglich waren 8 Mähdrescher und eine Dauer von 10 Tagen geplant.
4243668
Ein Reinigungsunternehmen plant den Personaleinsatz für ein großes Bürogebäude. Für die Reinigung ist ein bestimmter Gesamtaufwand in Personenstunden vorgesehen. Würde die Firma 4 Reinigungskräfte mehr einsetzen als geplant, könnte die Arbeitszeit für jede einzelne Kraft um genau 1 Stunde verkürzt werden. Würden jedoch 3 Reinigungskräfte weniger zur Verfügung stehen, müsste jede eingesetzte Kraft \(1{,}5\) Stunden länger arbeiten, um das Ziel zu erreichen. Berechne, wie viele Reinigungskräfte ursprünglich geplant waren und wie viele Stunden jede Kraft nach diesem Plan arbeiten sollte. Bestimme zudem den gesamten Arbeitsaufwand in Personenstunden.

Denkanstöße

- Überlege dir, was der Begriff „Personenstunden“ (Anzahl Personen mal Stunden pro Person) bedeutet. - Welche zwei Größen sind unbekannt? - Stelle ein Gleichungssystem auf, indem du den Gesamtaufwand auf zwei verschiedene Arten ausdrückst. - Achte beim Rechnen auf den Umgang mit Dezimalzahlen. - Wie kannst du überprüfen, ob deine Lösung für beide Szenarien den gleichen Gesamtaufwand ergibt?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(n\) für die Anzahl der Reinigungskräfte, \(t\) für die Arbeitszeit pro Person in Stunden. Der Gesamtaufwand ist \(A = nt\). 2. Gleichungen aufstellen: I: \(nt = (n + 4) \cdot (t - 1)\) II: \(nt = (n - 3) \cdot (t + 1{,}5)\) 3. Gleichungen vereinfachen: I: \(nt = nt - n + 4t - 4 \implies -n + 4t = 4\) II: \(nt = nt + 1{,}5n - 3t - 4{,}5 \implies 1{,}5n - 3t = 4{,}5\) 4. Gleichungssystem lösen: Aus I folgt \(n = 4t - 4\). Einsetzen in II: \(1{,}5 \cdot (4t - 4) - 3t = 4{,}5\) \(6t - 6 - 3t = 4{,}5 \implies 3t = 10{,}5 \implies t = 3{,}5\). 5. \(n\) berechnen: \(n = 4 \cdot 3{,}5 - 4 = 14 - 4 = 10\). 6. Gesamtaufwand berechnen: \(A = 10 \cdot 3{,}5 = 35\). Ergebnis: Es waren 10 Reinigungskräfte geplant; die Arbeitszeit betrug \(3{,}5\) Stunden pro Person; der Gesamtaufwand beträgt 35 Personenstunden.

Antwort

Ursprünglich waren 10 Reinigungskräfte geplant, die jeweils \(3{,}5\) Stunden arbeiten sollten. Der gesamte Arbeitsaufwand beträgt 35 Personenstunden.
4243708
Zwei Malerbetriebe streichen die Fassade eines Schulgebäudes. Arbeiten beide Betriebe 2 Stunden gemeinsam, schaffen sie ein Drittel der Fläche. Würde der erste Betrieb 4 Stunden und der zweite nur 1 Stunde arbeiten, wäre genau die Hälfte der Fassade fertiggestellt. a) Bestimme, wie lange jeder Betrieb allein für die gesamte Fassade bräuchte. b) Wie viele Stunden Zeit spart man ein, wenn beide Betriebe gemeinsam die komplette Fassade streichen, verglichen mit dem alleinigen Einsatz des schnelleren Betriebs?

Denkanstöße

- Stelle zuerst ein Gleichungssystem für die Arbeitsraten auf. - Was bedeuten „die Hälfte“ und „ein Drittel“ für deine Gleichungen? - Für Teil b) benötigst du die gemeinsame Zeit für \(100\,\%\) der Fläche. - Vergleiche diese Dauer mit der Dauer des schnelleren Betriebs.

Lösung

1. Definition der Raten \(x\) (Betrieb 1) und \(y\) (Betrieb 2) in Fassadenfläche pro Stunde. 2. Aufstellen des Gleichungssystems: \(2 \cdot (x + y) = \frac{1}{3}\) und \(4x + y = \frac{1}{2}\). 3. Umstellen der zweiten Gleichung nach \(y\): \(y = \frac{1}{2} - 4x\). 4. Einsetzen in die erste Gleichung: \(2 \cdot (x + \frac{1}{2} - 4x) = \frac{1}{3} \implies 2 \cdot (\frac{1}{2} - 3x) = \frac{1}{3} \implies 1 - 6x = \frac{1}{3}\). 5. Lösung für die Raten: \(6x = \frac{2}{3} \implies x = \frac{1}{9}\) und \(y = \frac{1}{2} - \frac{4}{9} = \frac{9}{18} - \frac{8}{18} = \frac{1}{18}\). 6. Berechnung der Einzelzeiten: Betrieb 1 benötigt \(9\,\text{Stunden}\), Betrieb 2 benötigt \(18\,\text{Stunden}\). 7. Berechnung der gemeinsamen Zeit für die ganze Fassade: \(1 : (x + y) = 1 : (\frac{1}{9} + \frac{1}{18}) = 1 : \frac{3}{18} = 6\,\text{Stunden}\). 8. Berechnung der Zeitersparnis gegenüber dem schnelleren Betrieb (\(9\,\text{h}\)): \(9\,\text{h} - 6\,\text{h} = 3\,\text{h}\).

Antwort

a) Der erste Betrieb benötigt allein \(9\,\text{Stunden}\), der zweite Betrieb \(18\,\text{Stunden}\). b) Man spart \(3\,\text{Stunden}\) Zeit ein.
4243768
Zwei verschiedene Druckermodelle (Modell Alpha und Modell Beta) bearbeiten einen großen Druckauftrag von \(5\,000\) Seiten. Wenn beide Drucker gleichzeitig arbeiten, benötigen sie dafür genau \(50\,\text{Minuten}\). Bei einem Testlauf wurde Modell Alpha \(20\,\text{Minuten}\) lang und Modell Beta \(30\,\text{Minuten}\) lang separat betrieben; dabei wurden insgesamt \(2\,600\) Seiten gedruckt. a) Ermittle die Druckgeschwindigkeit (Seiten pro Minute) für jedes Modell. b) Wie lange würde der gesamte Auftrag dauern, wenn man drei Drucker vom Typ Alpha gleichzeitig einsetzen würde?

Denkanstöße

- Beginne damit, die Druckraten pro Minute als Unbekannte festzulegen. - Nutze die Information über die \(50\,\text{Minuten}\), um eine einfache Beziehung zwischen den beiden Raten zu finden. - Was ändert sich an der Gesamtrate, wenn du mehrere Geräte desselben Typs benutzt? - Achte beim Umrechnen der Zeit am Ende darauf, dass ein Bruchteil einer Minute in Sekunden angegeben werden kann.

Lösung

1. Variablen festlegen: \(a\) sei die Geschwindigkeit von Modell Alpha und \(b\) die von Modell Beta in Seiten pro Minute. 2. Gleichungssystem aufstellen: Aus der gemeinsamen Arbeit folgt \(50 \cdot (a + b) = 5\,000\), was zu \(a + b = 100\) vereinfacht wird. Aus dem Testlauf folgt \(20a + 30b = 2\,600\). 3. System lösen: Multiplikation der ersten Gleichung mit 20 ergibt \(20a + 20b = 2\,000\). Subtraktion von der zweiten Gleichung liefert \(10b = 600\), also \(b = 60\). Daraus folgt \(a = 40\). 4. Ergebnisse für Teil a: Modell Alpha druckt \(40\) Seiten pro Minute, Modell Beta druckt \(60\) Seiten pro Minute. 5. Teil b berechnen: Die Gesamtrate von drei Alpha-Druckern beträgt \(3 \cdot 40 = 120\) Seiten pro Minute. Die Zeit für den Auftrag ist \(5\,000 : 120 = \frac{500}{12} = \frac{125}{3}\,\text{Minuten}\). Dies entspricht \(41\,\text{Minuten}\) und \(40\,\text{Sekunden}\).

Antwort

a) Modell Alpha druckt \(40\,\text{Seiten}\) pro Minute, Modell Beta druckt \(60\,\text{Seiten}\) pro Minute. b) Drei Drucker vom Typ Alpha würden zusammen \(41\,\text{Minuten}\) und \(40\,\text{Sekunden}\) benötigen.
4244308
In einer Digitaldruckerei wird ein großer Auftrag bearbeitet. Zuerst übernimmt Drucker A genau \(\frac{2}{5}\) des Auftrags, danach erledigt Drucker B den restlichen Teil. Insgesamt dauert dieser Prozess \(100\) Minuten. Würde Drucker A hingegen \(\frac{3}{5}\) des Auftrags übernehmen und Drucker B den Rest, so wäre der gesamte Auftrag bereits nach \(80\) Minuten fertig. Berechne, wie viele Minuten jeder Drucker alleine benötigen würde, um den gesamten Auftrag von Anfang bis Ende zu bearbeiten.

Denkanstöße

- Überlege dir, wie viel Zeit ein Drucker für einen Bruchteil der Arbeit braucht, wenn du seine Gesamtzeit als Unbekannte bezeichnest. - Kannst du für jede der beiden Situationen eine Gleichung aufstellen? - Wie kannst du ein System mit zwei Gleichungen und zwei Unbekannten am besten lösen? - Es hilft oft, die Gleichungen so umzuformen, dass die Brüche verschwinden.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(t_A\) ist die Zeit in Minuten, die Drucker A für den gesamten Auftrag benötigt; \(t_B\) ist die Zeit für Drucker B. 2. Aufstellen des linearen Gleichungssystems basierend auf den Szenarien: Szenario 1: \(\frac{2}{5} t_A + \frac{3}{5} t_B = 100\) Szenario 2: \(\frac{3}{5} t_A + \frac{2}{5} t_B = 80\) 3. Multiplikation beider Gleichungen mit \(5\), um die Brüche zu eliminieren: I: \(2 t_A + 3 t_B = 500\) II: \(3 t_A + 2 t_B = 400\) 4. Lösen des Systems (z. B. Additionsverfahren): Multipliziere I mit \(3\) und II mit \(2\): I': \(6 t_A + 9 t_B = 1500\) II': \(6 t_A + 4 t_B = 800\) Subtraktion II' von I': \(5 t_B = 700 \Rightarrow t_B = 140\). 5. Einsetzen von \(t_B = 140\) in Gleichung I: \(2 t_A + 3 \cdot 140 = 500 \Rightarrow 2 t_A + 420 = 500 \Rightarrow 2 t_A = 80 \Rightarrow t_A = 40\). 6. Ergebnis: Drucker A benötigt \(40\) Minuten, Drucker B benötigt \(140\) Minuten.

Antwort

Drucker A benötigt \(40\) Minuten, Drucker B benötigt \(140\) Minuten (bzw. \(2\) Stunden und \(20\) Minuten).
4240348
Auf einem Parkplatz stehen insgesamt \(n\) Fahrzeuge. Es handelt sich ausschließlich um Motorräder mit jeweils \(2\) Rädern und Autos mit jeweils \(4\) Rädern. Die Gesamtzahl aller Räder auf dem Parkplatz beträgt \(r\). Stelle eine allgemeine Formel für die Anzahl der Motorräder \(m\) und die Anzahl der Autos \(a\) in Abhängigkeit von \(n\) und \(r\) auf. Gib außerdem an, unter welchen Bedingungen für \(n\) und \(r\) die Formeln nichtnegative ganze Anzahlen liefern.

Denkanstöße

- Stelle zuerst je eine Gleichung für die Anzahl der Fahrzeuge und für die Anzahl der Räder auf. - Behandle \(n\) und \(r\) beim Umformen wie feste Zahlen. - Welche Variable lässt sich besonders leicht isolieren? - Prüfe anschließend, wann beide Formeln ganze, nichtnegative Werte liefern: Welche kleinste und größte Radzahl ist bei \(n\) Fahrzeugen möglich?

Lösung

1. Gleichungssystem aufstellen: I: \(m + a = n\) II: \(2m + 4a = r\) 2. Die erste Gleichung nach \(m\) umstellen: \(m = n - a\). 3. Einsetzen in die zweite Gleichung: \(2 \cdot (n-a) + 4a = r\). 4. Nach \(a\) auflösen: \(2n - 2a + 4a = r \implies 2a = r - 2n \implies a = \frac{r-2n}{2} = \frac{r}{2}-n\). 5. \(a\) in \(m=n-a\) einsetzen: \(m = n-\left(\frac{r}{2}-n\right)=2n-\frac{r}{2}=\frac{4n-r}{2}\). 6. Für Fahrzeugzahlen müssen \(n,r\in\mathbb{N}_0\) gelten. Aus \(a\ge 0\) folgt \(r\ge 2n\), aus \(m\ge 0\) folgt \(r\le 4n\). Damit beide Formeln ganze Zahlen liefern, muss \(r\) gerade sein.

Antwort

Die Anzahl der Autos ist \(a = \frac{r-2n}{2}\), die Anzahl der Motorräder ist \(m = \frac{4n-r}{2}\). Sinnvolle Fahrzeugzahlen erhält man für \(n,r\in\mathbb{N}_0\), \(2n\le r\le 4n\) und gerades \(r\).

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.