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Preis- und Mischungsaufgaben mit LGS

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5532138
In einem Café kosten 2 belegte Brötchen und 1 Saft zusammen \(11\,\text{€}\). Ein Brötchen und 2 Säfte kosten \(10\,\text{€}\). Dabei sei \(b\) der Preis eines Brötchens und \(s\) der Preis eines Safts. Welches LGS beschreibt die beiden Einkäufe korrekt? A: \(\begin{cases}b+2s=11\\2b+s=10\end{cases}\) B: \(\begin{cases}2b+s=11\\b+2s=10\end{cases}\) C: \(\begin{cases}2b+2s=11\\b+s=10\end{cases}\)

Denkanstöße

- Ordne in jedem Einkauf die Anzahlen der beiden Produkte den passenden Variablen zu. - Jede Gleichung muss genau einen der beiden Gesamtpreise wiedergeben.

Lösung

1. Der erste Einkauf enthält zwei Brötchen und einen Saft, also \(2b+s=11\). 2. Der zweite enthält ein Brötchen und zwei Säfte, also \(b+2s=10\). 3. Damit ist nur B korrekt.

Antwort

B: \(\begin{cases}2b+s=11\\b+2s=10\end{cases}\)
5532148
Für \(8\,\text{l}\) einer Saftmischung werden ein Saft mit \(20\,\%\) Fruchtanteil und ein Saft mit \(50\,\%\) Fruchtanteil gemischt. Die fertige Mischung soll \(35\,\%\) Fruchtanteil haben. Sei \(x\) die Menge des \(20\,\%\)-Safts und \(y\) die Menge des \(50\,\%\)-Safts, jeweils in Litern. Ergänze das passende LGS: \(x+y=\square\) \(0{,}2x+0{,}5y=\square\)

Denkanstöße

- Eine Gleichung beschreibt nur die gesamte Flüssigkeitsmenge. - Für die zweite Gleichung muss dieselbe Größe auf beiden Seiten stehen: die Menge des Fruchtanteils. - Überlege, welcher Anteil von \(8\,\text{l}\) bei \(35\,\%\) tatsächlich Frucht ist.

Lösung

1. Die Gesamtmenge beträgt \(8\,\text{l}\), also \(x+y=8\). 2. In der fertigen Mischung sind \(35\,\%\) von \(8\,\text{l}\) Fruchtanteil enthalten. Das sind \(0{,}35\cdot8=2{,}8\,\text{l}\). 3. Daher lautet die zweite Gleichung \(0{,}2x+0{,}5y=2{,}8\).

Antwort

\(x+y=8\) \(0{,}2x+0{,}5y=2{,}8\)
4100707
4 Melonen und 6 Mangos kosten zusammen \(58\,\text{€}\). Eine Melone kostet \(2\,\text{€}\) mehr als eine Mango. Bezeichne den Preis einer Melone mit \(x\). Stelle eine lineare Gleichung auf und bestimme die Preise einer Melone und einer Mango.

Denkanstöße

- Bezeichne nur den Melonenpreis mit \(x\). - Wie kannst du den Mangopreis mit \(x\) ausdrücken? - Wie setzt sich der Gesamtpreis aus vier Melonen und sechs Mangos zusammen?

Lösung

1. Bezeichne den Preis einer Melone mit \(x\). Dann kostet eine Mango \(x-2\) Euro. 2. Für den Einkauf gilt \(4x+6(x-2)=58\). 3. Ausmultiplizieren ergibt \(4x+6x-12=58\). 4. Damit gilt \(10x=70\), also \(x=7\).

Antwort

Gleichung: \(4x+6(x-2)=58\). Eine Melone kostet \(7\,\text{€}\), eine Mango \(5\,\text{€}\).
5565248
Die Tabelle zeigt zwei Materialentnahmen in einem schulischen Makerspace. <table><tr><th>Projekt</th><th>Sperrholzplatten</th><th>Acrylplatten</th><th>Materialkosten</th></tr><tr><td>1</td><td>\(2\)</td><td>\(1\)</td><td>\(7{,}00\,\text{€}\)</td></tr><tr><td>2</td><td>\(1\)</td><td>\(3\)</td><td>\(11{,}00\,\text{€}\)</td></tr></table> Definiere Variablen für die beiden Plattenpreise, stelle aus der Tabelle ein LGS auf, löse es und prüfe die Preise an beiden Projekten.

Denkanstöße

- Welche beiden Größen sind in jeder Tabellenzeile unbekannt, aber gleichbleibend? - Übersetze jede Tabellenzeile in eine Kostengleichung. - Nutze zum Schluss beide Zeilen für eine Probe.

Lösung

1. Setze \(h\) für den Preis einer Sperrholzplatte und \(a\) für den Preis einer Acrylplatte. 2. Aus der Tabelle folgt \(\begin{cases}2h+a=7\\h+3a=11\end{cases}\). 3. Aus der ersten Gleichung folgt \(a=7-2h\). 4. Einsetzen in die zweite ergibt \(h+3(7-2h)=11\), also \(-5h=-10\) und damit \(h=2\). 5. Aus der ersten Gleichung folgt \(a=3\). 6. Probe: \(2\cdot2+3=7\) und \(2+3\cdot3=11\).

Antwort

Eine Sperrholzplatte kostet \(2{,}00\,\text{€}\), eine Acrylplatte \(3{,}00\,\text{€}\).
5565268
Für zwei unbekannte Einzelpreise \(h\) und \(s\) ist bereits der Einkauf \(2h+s=7\) bekannt. Die gewünschten Einzelpreise sollen \(h=2\) und \(s=3\) sein. Welche der folgenden zweiten Einkaufsbedingungen passt zu diesen Preisen und macht das LGS zugleich eindeutig lösbar? A: \(4h+2s=14\) B: \(h+3s=11\) C: \(h+3s=10\) Begründe deine Wahl.

Denkanstöße

- Prüfe zuerst, welche Bedingungen das gewünschte Preispaar überhaupt erfüllt. - Eine passende zweite Bedingung darf nicht nur ein Vielfaches der ersten sein. - Unterscheide zwischen „enthält das gewünschte Paar“ und „bestimmt es eindeutig“.

Lösung

1. Die gewünschten Preise erfüllen die erste Gleichung, denn \(2\cdot2+3=7\). 2. A wird ebenfalls erfüllt, ist aber nur das Doppelte der ersten Gleichung. Das System hätte damit unendlich viele Lösungen. 3. B wird erfüllt, denn \(2+3\cdot3=11\), und ist kein Vielfaches der ersten Gleichung. Das System hat daher genau eine Lösung. 4. C ist unabhängig, aber die gewünschten Preise erfüllen sie nicht, denn \(2+3\cdot3=11\ne10\).

Antwort

B: \(h+3s=11\). Nur diese Bedingung enthält das gewünschte Preispaar und liefert zugleich eine unabhängige zweite Gleichung.
5579998
Für \(10\,\text{l}\) eines Getränks werden zwei Sorten gemischt. Sorte A enthält \(20\,\%\) Fruchtanteil, Sorte B \(50\,\%\). Die fertige Mischung soll \(32\,\%\) Fruchtanteil haben. a) Setze \(x\) und \(y\) für die Literzahlen der beiden Sorten und stelle ein LGS auf. b) Bestimme, wie viele Liter von jeder Sorte gebraucht werden. c) Prüfe Gesamtmenge und Fruchtmenge.

Denkanstöße

- Eine Gleichung beschreibt die gesamte Flüssigkeitsmenge. - In der zweiten Gleichung vergleichst du die reinen Fruchtmengen. - Rechne Prozentangaben als Anteile der jeweiligen Literzahl. - Prüfe am Ende beide Mengenbedingungen getrennt.

Lösung

1. Für die Gesamtmenge gilt \(x+y=10\). 2. Die fertige Mischung enthält \(0{,}32\cdot10=3{,}2\,\text{l}\) Fruchtanteil. Daher gilt \(0{,}2x+0{,}5y=3{,}2\). 3. Aus \(x=10-y\) folgt \(0{,}2(10-y)+0{,}5y=3{,}2\). Damit ist \(0{,}3y=1{,}2\), also \(y=4\). 4. Daher ist \(x=6\). 5. Probe: \(6+4=10\) und \(0{,}2\cdot6+0{,}5\cdot4=3{,}2\).

Antwort

a) \(\begin{cases}x+y=10\\0{,}2x+0{,}5y=3{,}2\end{cases}\) b) \(6\,\text{l}\) Sorte A und \(4\,\text{l}\) Sorte B c) Gesamtmenge \(10\,\text{l}\); Fruchtmenge \(3{,}2\,\text{l}\)
4137018
Ein Sportverein plant einen Ausflug. Die Gesamtkosten für die Tickets werden durch die Gleichung \(12x + 18y = 360\) beschrieben, wobei \(x\) die Anzahl der Jugendlichen und \(y\) die Anzahl der Erwachsenen ist. a) Was bedeuten die Zahlen \(12\) und \(18\) in diesem Kontext? b) Wie würde sich die Gleichung ändern, wenn der Verein für jeden Jugendlichen einen Rabatt von \(2\,\text{€}\) erhält und weiterhin mit einem Ticketbudget von \(360\,\text{€}\) rechnet? c) Angenommen, es nehmen insgesamt genau 25 Personen am Ausflug teil. Berechne, wie viele Jugendliche und wie viele Erwachsene unter dieser Bedingung mitfahren, wenn die ursprüngliche Kostengleichung gilt.

Denkanstöße

- Welche Einheit müssen die Koeffizienten vor den Personenzahlen haben? - Was verändert der Rabatt: die Personenzahl, den Einzelpreis oder das Budget? - Welche zusätzliche Gleichung folgt in Teil c) aus insgesamt 25 Personen?

Lösung

1. Die Zahl \(12\) ist der Ticketpreis für einen Jugendlichen, \(18\) der Ticketpreis für einen Erwachsenen. 2. Mit dem Rabatt kostet ein Jugendticket \(10\,\text{€}\). Bei unverändertem Budget lautet die Gleichung daher \(10x+18y=360\). 3. Für Teil c) gilt zusammen mit der ursprünglichen Kostengleichung das LGS \(\begin{cases}12x+18y=360\\x+y=25\end{cases}\). 4. Aus \(x=25-y\) und \(12x+18y=360\) folgt \(12(25-y)+18y=360\), also \(y=10\) und \(x=15\).

Antwort

a) \(12\,\text{€}\) ist der Preis für ein Jugendticket, \(18\,\text{€}\) der Preis für ein Erwachsenenticket. b) Die neue Gleichung lautet \(10x+18y=360\). c) Es fahren 15 Jugendliche und 10 Erwachsene mit.
4137538
Ein Mobilfunkanbieter bietet einen Tarif an, der sich aus einer monatlichen Grundgebühr und einem festen Preis pro Gigabyte (GB) Datenvolumen zusammensetzt. Im April verbrauchte Herr Weber \(5\,\text{GB}\) und zahlte insgesamt \(17{,}50\,\text{€}\). Im Mai nutzte er \(12\,\text{GB}\) und zahlte \(31{,}50\,\text{€}\). Berechne die monatliche Grundgebühr und den Preis pro Gigabyte.

Denkanstöße

- Welche Kostenart ist unabhängig vom Datenverbrauch? - Stelle für jeden Monat eine Gleichung auf. - Welche Variable verschwindet direkt, wenn du die beiden Gleichungen voneinander subtrahierst?

Lösung

1. Setze \(G\) für die Grundgebühr und \(p\) für den Preis pro Gigabyte. Dann gilt \(\begin{cases}G+5p=17{,}50\\G+12p=31{,}50\end{cases}\). 2. Subtrahiere die erste Gleichung von der zweiten: \(7p=14\), also \(p=2\). 3. Einsetzen in die erste Gleichung ergibt \(G+10=17{,}50\), also \(G=7{,}50\).

Antwort

Die monatliche Grundgebühr beträgt \(7{,}50\,\text{€}\), der Preis pro Gigabyte \(2{,}00\,\text{€}\).
4137548
In einem Kopierzentrum hängen die monatlichen Kosten für gewerbliche Kunden von einer festen Bereitstellungsgebühr und einem Preis pro gedruckter Seite ab. Firma A hat im letzten Monat 200 Seiten drucken lassen und erhielt eine Rechnung über \(18{,}00\,\text{€}\). Firma B zahlte für 500 Seiten insgesamt \(33{,}00\,\text{€}\). Bestimme die Höhe der Bereitstellungsgebühr und den Preis pro Seite.

Denkanstöße

- Welche Kosten entstehen unabhängig von der Seitenzahl? - Übersetze beide Rechnungen in Gleichungen mit denselben zwei Variablen. - Was erhältst du, wenn du die beiden Gleichungen voneinander subtrahierst?

Lösung

1. Setze \(B\) für die Bereitstellungsgebühr und \(s\) für den Preis pro Seite. Dann gilt \(\begin{cases}B+200s=18\\B+500s=33\end{cases}\). 2. Subtrahiere die erste Gleichung von der zweiten: \(300s=15\), also \(s=0{,}05\). 3. Einsetzen in die erste Gleichung ergibt \(B+10=18\), also \(B=8\).

Antwort

Die Bereitstellungsgebühr beträgt \(8{,}00\,\text{€}\), der Preis pro Seite \(0{,}05\,\text{€}\).
4137598
Ein Sportverein bestellt für seine Jugendmannschaften neue Ausrüstung. Die erste Bestellung umfasst 20 Trikots und 30 kurze Hosen für insgesamt \(900\,\text{€}\). Bei einer zweiten Bestellung mit denselben Mengen sind die Trikots um \(10\,\%\) und die Hosen um \(20\,\%\) teurer. Die zweite Rechnung beträgt \(1020\,\text{€}\). Berechne die ursprünglichen Einzelpreise für ein Trikot und eine Hose.

Denkanstöße

- Welche Variablen können die ursprünglichen Einzelpreise beschreiben? - Mit welchen Faktoren werden die beiden Preise in der zweiten Bestellung verändert? - Kannst du die erste Gleichung vor dem Lösen vereinfachen?

Lösung

1. Setze \(x\) für den ursprünglichen Trikotpreis und \(y\) für den ursprünglichen Hosenpreis. Dann gilt \(\begin{cases}20x+30y=900\\22x+36y=1020\end{cases}\). 2. Teile die erste Gleichung durch \(10\): \(2x+3y=90\), also \(x=45-1{,}5y\). 3. Einsetzen in die zweite Gleichung ergibt \(22(45-1{,}5y)+36y=1020\), also \(3y=30\) und damit \(y=10\). 4. Rückeinsetzen liefert \(x=30\).

Antwort

Ein Trikot kostete ursprünglich \(30\,\text{€}\), eine Hose \(10\,\text{€}\).
4137677
Für eine Schulaufführung wurden insgesamt 120 Eintrittskarten verkauft. Eine Karte für Erwachsene kostete \(8\,\text{€}\), eine Kinderkarte \(5\,\text{€}\). Insgesamt wurden \(735\,\text{€}\) eingenommen. Bezeichne die Anzahl der verkauften Erwachsenenkarten mit \(x\). Stelle eine lineare Gleichung mit nur dieser Variablen auf und bestimme, wie viele Erwachsenen- und Kinderkarten verkauft wurden.

Denkanstöße

- Wenn \(x\) Karten an Erwachsene verkauft wurden, wie viele der 120 Karten sind Kinderkarten? - Wie groß sind die Einnahmen aus beiden Kartensorten jeweils? - Zusammen ergeben diese Einnahmen 735 Euro.

Lösung

1. Es wurden \(x\) Erwachsenenkarten und \(120-x\) Kinderkarten verkauft. 2. Für die Einnahmen gilt \(8x+5(120-x)=735\). 3. Ausmultiplizieren ergibt \(8x+600-5x=735\). 4. Daraus folgt \(3x=135\), also \(x=45\). 5. Es wurden \(120-45=75\) Kinderkarten verkauft.

Antwort

Gleichung: \(8x+5(120-x)=735\). Es wurden 45 Erwachsenenkarten und 75 Kinderkarten verkauft.
4137688
Ein Repair-Café bestellt zwei Arten kleiner Ersatzteile: Kabelhalter und selbstklebende Klettpads. Drei Kabelhalter und zwei Klettpads kosten zusammen \(2{,}10\,\text{€}\). Zwei Kabelhalter und drei Klettpads kosten \(2{,}40\,\text{€}\). Berechne mithilfe eines linearen Gleichungssystems den Einzelpreis eines Kabelhalters und eines Klettpads.

Denkanstöße

- Wähle je eine Variable für die beiden Stückpreise. - Welche zwei Gleichungen beschreiben die beiden Bestellungen? - Welche Vielfachen erzeugen bei einer Variablen gleiche Koeffizienten?

Lösung

1. Setze \(k\) für den Preis eines Kabelhalters und \(p\) für den Preis eines Klettpads. 2. Dann gilt \(\begin{cases}3k+2p=2{,}10\\2k+3p=2{,}40\end{cases}\). 3. Multipliziere die erste Gleichung mit \(3\) und die zweite mit \(2\): \(9k+6p=6{,}30\) und \(4k+6p=4{,}80\). 4. Subtraktion ergibt \(5k=1{,}50\), also \(k=0{,}30\). 5. Einsetzen in die erste Gleichung liefert \(0{,}90+2p=2{,}10\), also \(p=0{,}60\).

Antwort

Ein Kabelhalter kostet \(0{,}30\,\text{€}\), ein Klettpad \(0{,}60\,\text{€}\).
4137828
Eine Schulgarten-AG kauft Saatgutpäckchen und wiederverwendbare Pflanzschilder. Vier Saatgutpäckchen und drei Sets Pflanzschilder kosten zusammen \(11{,}00\,\text{€}\). Zwei Saatgutpäckchen und fünf Sets Pflanzschilder kosten \(9{,}00\,\text{€}\). a) Berechne die Einzelpreise. b) Ein Aktionspaket mit sechs Saatgutpäckchen und acht Sets Pflanzschilder kostet \(18{,}50\,\text{€}\). Prüfe, ob das Paket günstiger ist als der Kauf zu den regulären Einzelpreisen.

Denkanstöße

- Stelle aus jeder Bestellung eine Gleichung für die beiden unbekannten Stückpreise auf. - Welcher Multiplikationsfaktor macht einen Koeffizienten in beiden Gleichungen gleich? - Berechne für Teil b zuerst den regulären Gesamtpreis des Paketinhalts.

Lösung

1. Setze \(s\) für den Preis eines Saatgutpäckchens und \(p\) für den Preis eines Sets Pflanzschilder. 2. Es gilt \(\begin{cases}4s+3p=11\\2s+5p=9\end{cases}\). 3. Multipliziere die zweite Gleichung mit \(2\): \(4s+10p=18\). Subtraktion der ersten Gleichung ergibt \(7p=7\), also \(p=1\). 4. Einsetzen in die zweite Gleichung liefert \(2s+5=9\), also \(s=2\). 5. Regulär kosten sechs Saatgutpäckchen und acht Sets Pflanzschilder \(6\cdot2+8\cdot1=20\,\text{€}\). 6. Das Aktionspaket kostet \(1{,}50\,\text{€}\) weniger.

Antwort

a) Saatgutpäckchen: \(2{,}00\,\text{€}\); Set Pflanzschilder: \(1{,}00\,\text{€}\) b) Ja. Das Aktionspaket spart \(1{,}50\,\text{€}\).
4137988
Für den Schulgarten werden Säcke Pflanzerde und Anzuchtschalen bestellt. Fünf Säcke Pflanzerde und drei Anzuchtschalen kosten zusammen \(46{,}00\,\text{€}\). Drei Säcke Pflanzerde und vier Anzuchtschalen kosten \(43{,}00\,\text{€}\). Wie viel kostet ein Sack Pflanzerde und wie viel eine Anzuchtschale?

Denkanstöße

- Definiere Variablen für die beiden Stückpreise. - Welche Gleichungen ergeben sich aus den beiden Bestellungen? - Bereite die Koeffizienten so vor, dass eine Variable beim Addieren verschwindet.

Lösung

1. Setze \(e\) für den Preis eines Sacks Pflanzerde und \(a\) für den Preis einer Anzuchtschale. 2. Es gilt \(\begin{cases}5e+3a=46\\3e+4a=43\end{cases}\). 3. Multipliziere die erste Gleichung mit \(4\) und die zweite mit \(-3\): \(20e+12a=184\) und \(-9e-12a=-129\). 4. Addition ergibt \(11e=55\), also \(e=5\). 5. Einsetzen in die zweite Gleichung ergibt \(15+4a=43\), also \(a=7\).

Antwort

Ein Sack Pflanzerde kostet \(5{,}00\,\text{€}\), eine Anzuchtschale \(7{,}00\,\text{€}\).
4138177
Für eine Schulfest-Bowle werden zwei Fruchtsäfte gemischt. Saft A kostet \(1{,}20\,\text{€}\) pro Liter, Saft B \(2{,}00\,\text{€}\) pro Liter. Insgesamt sollen \(20\,\text{l}\) Bowle für genau \(32{,}80\,\text{€}\) entstehen. Bezeichne die Menge von Saft A mit \(x\) Litern. Stelle eine lineare Gleichung mit nur dieser Variablen auf und berechne die Mengen beider Säfte.

Denkanstöße

- Wenn \(x\) Liter Saft A verwendet werden, wie viele Liter fehlen dann noch bis 20 Liter? - Schreibe die Kosten beider Saftmengen als Terme. - Zusammen kosten beide Mengen 32,80 Euro.

Lösung

1. Von Saft A werden \(x\) Liter und von Saft B \(20-x\) Liter verwendet. 2. Für den Gesamtpreis gilt \(1{,}2x+2(20-x)=32{,}8\). 3. Ausmultiplizieren ergibt \(1{,}2x+40-2x=32{,}8\). 4. Daraus folgt \(-0{,}8x=-7{,}2\), also \(x=9\). 5. Von Saft B werden \(20-9=11\) Liter benötigt.

Antwort

Gleichung: \(1{,}2x+2(20-x)=32{,}8\). Es werden \(9\,\text{l}\) Saft A und \(11\,\text{l}\) Saft B benötigt.
4138327
Ein Kaffeeröster mischt eine milde Sorte für \(12\,\text{€}/\text{kg}\) mit einer kräftigen Sorte für \(18\,\text{€}/\text{kg}\). Insgesamt sollen \(20\,\text{kg}\) Mischung entstehen. Die Mischung soll im Durchschnitt \(16{,}50\,\text{€}\) pro Kilogramm kosten. Bezeichne die Masse der milden Sorte mit \(x\) Kilogramm. Stelle eine lineare Gleichung mit nur dieser Variablen auf und bestimme die Masse beider Sorten.

Denkanstöße

- Wenn \(x\) Kilogramm milden Kaffee verwendet werden, wie viel fehlt dann noch bis 20 Kilogramm? - Schreibe die Kosten beider Kaffeemengen getrennt auf. - Wie viel sollen \(20\,\text{kg}\) Mischung insgesamt kosten, wenn ein Kilogramm \(16{,}50\,\text{€}\) kostet?

Lösung

1. Von der milden Sorte werden \(x\) Kilogramm und von der kräftigen Sorte \(20-x\) Kilogramm verwendet. 2. \(20\,\text{kg}\) zu \(16{,}50\,\text{€}\) pro Kilogramm kosten zusammen \(330\,\text{€}\). Daher gilt \(12x+18(20-x)=330\). 3. Ausmultiplizieren ergibt \(12x+360-18x=330\). 4. Daraus folgt \(-6x=-30\), also \(x=5\). 5. Von der kräftigen Sorte werden \(20-5=15\) Kilogramm benötigt.

Antwort

Gleichung: \(12x+18(20-x)=330\). Es werden \(5\,\text{kg}\) der milden und \(15\,\text{kg}\) der kräftigen Sorte benötigt.
4153778
Eine Boulderhalle rechnet bei Schulgruppen betreute Trainings-Zeitslots und ausgeliehene Kletterschuhe getrennt ab. Eine Gruppe bucht \(3\) Zeitslots und \(4\) Paar Leihschuhe für insgesamt \(38{,}00\,\text{€}\). Eine zweite Gruppe bucht \(2\) Zeitslots und \(5\) Paar Leihschuhe für \(37{,}00\,\text{€}\). Bestimme den Preis eines Zeitslots und die Leihgebühr für ein Paar Kletterschuhe.

Denkanstöße

- Welche beiden unbekannten Einzelpreise kommen in beiden Buchungen vor? - Schreibe für jede Gruppe eine Kostengleichung. - Welche Vielfachen der Gleichungen ermöglichen eine direkte Subtraktion?

Lösung

1. Setze \(t\) für den Preis eines Trainings-Zeitslots und \(s\) für die Leihgebühr eines Paars Kletterschuhe. 2. Es gilt \(\begin{cases}3t+4s=38\\2t+5s=37\end{cases}\). 3. Multipliziere die erste Gleichung mit \(2\) und die zweite mit \(3\): \(6t+8s=76\) und \(6t+15s=111\). 4. Subtraktion ergibt \(7s=35\), also \(s=5\). 5. Einsetzen in die erste Gleichung ergibt \(3t+20=38\), also \(t=6\).

Antwort

Ein Trainings-Zeitslot kostet \(6{,}00\,\text{€}\), die Leihgebühr für ein Paar Kletterschuhe beträgt \(5{,}00\,\text{€}\).
4239397
Ein Getränkehersteller mischt zwei Apfelsaftgetränke. Sorte A hat einen Fruchtgehalt von \(40\,\%\), Sorte B von \(70\,\%\). Wie viele Liter jeder Sorte müssen gemischt werden, um \(60\,\text{l}\) eines Getränks mit genau \(50\,\%\) Fruchtgehalt zu erhalten?

Denkanstöße

- Welche zwei Bedingungen muss die Mischung gleichzeitig erfüllen? - Wie viel Fruchtanteil muss in \(60\,\text{l}\) mit \(50\,\%\) insgesamt enthalten sein? - Wie kannst du eine unbekannte Menge wählen, sodass sich die zweite Menge aus der Gesamtmenge ergibt?

Lösung

1. Sei \(x\) die Menge von Sorte A in Litern. Dann werden \(60-x\) Liter von Sorte B verwendet. 2. Im fertigen Getränk müssen \(60\,\text{l}\cdot0{,}50=30\,\text{l}\) Fruchtanteil enthalten sein. 3. Für die beiden Sorten gilt deshalb \(0{,}40x+0{,}70(60-x)=30\). 4. Ausmultiplizieren ergibt \(0{,}40x+42-0{,}70x=30\), also \(-0{,}30x=-12\). 5. Damit ist \(x=40\). Von Sorte B werden \(60-40=20\) Liter benötigt. 6. Kontrolle: \(40\cdot0{,}40+20\cdot0{,}70=16+14=30\) Liter Fruchtanteil.

Antwort

Es werden \(40\,\text{l}\) von Sorte A und \(20\,\text{l}\) von Sorte B benötigt.
4239837
Für ein Schulfest wurden insgesamt \(240\) Eintrittskarten verkauft. Erwachsenenkarten kosteten je \(8{,}00\,\text{€}\), Schülerkarten je \(5{,}00\,\text{€}\). Die Gesamteinnahmen betrugen \(1440{,}00\,\text{€}\). a) Bezeichne die Anzahl der Erwachsenenkarten mit \(x\). Stelle eine lineare Gleichung mit nur dieser Variablen auf und bestimme die Anzahl beider Kartensorten. b) Wie hoch wären die Einnahmen gewesen, wenn bei gleicher Gesamtzahl genau gleich viele Karten jeder Sorte verkauft worden wären?

Denkanstöße

- Wenn \(x\) Karten Erwachsenenkarten sind, wie viele der 240 Karten sind dann Schülerkarten? - Wie setzen sich die Einnahmen aus beiden Kartensorten zusammen? - In b) teilst du die feste Gesamtzahl der Karten gleichmäßig auf beide Sorten auf.

Lösung

1. Es wurden \(x\) Erwachsenenkarten und \(240-x\) Schülerkarten verkauft. 2. Für die Einnahmen gilt \(8x+5(240-x)=1440\). 3. Ausmultiplizieren ergibt \(8x+1200-5x=1440\). 4. Daraus folgt \(3x=240\), also \(x=80\). Damit wurden 160 Schülerkarten verkauft. 5. Bei gleich vielen Karten jeder Sorte wären es jeweils \(240:2=120\) Karten. 6. Die Einnahmen wären \(120\cdot8+120\cdot5=1560\) Euro gewesen.

Antwort

a) Gleichung: \(8x+5(240-x)=1440\). Es wurden 80 Erwachsenenkarten und 160 Schülerkarten verkauft. b) Die Einnahmen hätten \(1560{,}00\,\text{€}\) betragen.
4241377
Lena kauft im Schulkiosk zwei belegte Brötchen und drei Packungen Saft für insgesamt \(7{,}80\,\text{€}\). Ein belegtes Brötchen kostet \(0{,}60\,\text{€}\) mehr als eine Packung Saft. Bezeichne den Preis einer Saftpackung mit \(x\). Stelle eine lineare Gleichung mit nur dieser Variablen auf und bestimme beide Einzelpreise.

Denkanstöße

- Drücke den Brötchenpreis direkt mit dem Saftpreis \(x\) aus. - Wie setzt sich der Gesamtpreis aus zwei Brötchen und drei Saftpackungen zusammen? - Prüfe am Ende, ob der Preisunterschied 60 Cent beträgt.

Lösung

1. Eine Saftpackung kostet \(x\) Euro, ein Brötchen \(x+0{,}60\) Euro. 2. Für den Einkauf gilt \(2(x+0{,}60)+3x=7{,}80\). 3. Ausmultiplizieren ergibt \(2x+1{,}20+3x=7{,}80\). 4. Daraus folgt \(5x=6{,}60\), also \(x=1{,}32\). 5. Ein Brötchen kostet \(1{,}32+0{,}60=1{,}92\) Euro.

Antwort

Gleichung: \(2(x+0{,}60)+3x=7{,}80\). Eine Saftpackung kostet \(1{,}32\,\text{€}\), ein belegtes Brötchen \(1{,}92\,\text{€}\).
4243238
Eine Fahrradwerkstatt stellt zwei Zubehörpakete zusammen. Paket A enthält drei Reflektor-Sets und zwei Reifenheber-Sets und kostet \(10{,}10\,\text{€}\). Paket B enthält fünf Reflektor-Sets und vier Reifenheber-Sets und kostet \(18{,}10\,\text{€}\). Bestimme den Einzelpreis eines Reflektor-Sets und eines Reifenheber-Sets.

Denkanstöße

- Lege Variablen für die beiden Zubehörpreise fest. - Welches Vielfache von Paket A macht die Koeffizienten von \(k\) gleich? - Nutze anschließend einen der beiden Paketpreise zur Rückrechnung.

Lösung

1. Setze \(r\) für den Preis eines Reflektor-Sets und \(k\) für den Preis eines Reifenheber-Sets. 2. Es gilt \(\begin{cases}3r+2k=10{,}10\\5r+4k=18{,}10\end{cases}\). 3. Multipliziere die erste Gleichung mit \(2\): \(6r+4k=20{,}20\). 4. Subtrahiere die zweite Gleichung: \(r=2{,}10\). 5. Einsetzen in die erste Gleichung liefert \(6{,}30+2k=10{,}10\), also \(k=1{,}90\).

Antwort

Ein Reflektor-Set kostet \(2{,}10\,\text{€}\), ein Reifenheber-Set \(1{,}90\,\text{€}\).
4243248
In einem Makerspace werden zwei Sorten 3D-Druck-Filament verwendet: recyceltes PLA und PETG. Ein Prototyp benötigt \(400\,\text{g}\) PLA und \(600\,\text{g}\) PETG; die Materialkosten betragen \(15{,}20\,\text{€}\). Ein zweiter Prototyp benötigt jeweils \(500\,\text{g}\) beider Sorten und kostet \(15{,}50\,\text{€}\) an Material. Bestimme die Materialpreise pro \(100\,\text{g}\) und gib an, welche Sorte teurer ist und um wie viel.

Denkanstöße

- Rechne die Grammangaben in Einheiten von \(100\,\text{g}\) um. - Stelle für jeden Prototyp eine Materialkostengleichung auf. - Ein System lässt sich hier günstig vereinfachen, bevor du einsetzt.

Lösung

1. Setze \(p\) für den Preis von \(100\,\text{g}\) PLA und \(g\) für den Preis von \(100\,\text{g}\) PETG. 2. Es gilt \(\begin{cases}4p+6g=15{,}20\\5p+5g=15{,}50\end{cases}\). 3. Teile die zweite Gleichung durch \(5\): \(p+g=3{,}10\), also \(g=3{,}10-p\). 4. Einsetzen in die erste ergibt \(4p+6(3{,}10-p)=15{,}20\), also \(p=1{,}70\). 5. Damit ist \(g=1{,}40\). 6. PLA ist um \(0{,}30\,\text{€}\) pro \(100\,\text{g}\) teurer.

Antwort

Recyceltes PLA kostet \(1{,}70\,\text{€}\) pro \(100\,\text{g}\), PETG \(1{,}40\,\text{€}\). PLA ist um \(0{,}30\,\text{€}\) teurer.
4243348
Bei einem offenen Werkstatttag eines Makerspaces werden Werkstattpässe und Materialboxen getrennt abgerechnet. Am Vormittag werden \(60\) Werkstattpässe und \(20\) Materialboxen abgerechnet; zusammen sind das \(440{,}00\,\text{€}\). Am Nachmittag werden \(45\) Werkstattpässe und \(30\) Materialboxen abgerechnet; zusammen sind das \(480{,}00\,\text{€}\). a) Bestimme den Preis eines Werkstattpasses und einer Materialbox. b) Für eine Kleingruppe wird ein Paket aus \(5\) Werkstattpässen und \(2\) Materialboxen für \(35{,}00\,\text{€}\) angeboten. Prüfe, ob das Paket günstiger ist als die Einzelabrechnung.

Denkanstöße

- Welche zwei Leistungen werden in beiden Zeitabschnitten abgerechnet? - Vereinfache beide Gleichungen, bevor du sie vergleichst. - Für Teil b brauchst du die gefundenen Einzelpreise nur noch auf die Paketmenge anzuwenden.

Lösung

1. Setze \(t\) für den Preis eines Werkstattpasses und \(m\) für den Preis einer Materialbox. 2. Es gilt \(\begin{cases}60t+20m=440\\45t+30m=480\end{cases}\). 3. Vereinfacht lautet das LGS \(\begin{cases}3t+m=22\\3t+2m=32\end{cases}\). 4. Subtraktion ergibt \(m=10\). 5. Einsetzen in \(3t+m=22\) ergibt \(t=4\). 6. Die Einzelabrechnung für \(5\) Werkstattpässe und \(2\) Materialboxen beträgt \(5\cdot4+2\cdot10=40\,\text{€}\). 7. Das Paket ist daher um \(5\,\text{€}\) günstiger.

Antwort

a) Werkstattpass: \(4{,}00\,\text{€}\); Materialbox: \(10{,}00\,\text{€}\) b) Ja. Das Paket spart \(5{,}00\,\text{€}\).
4243358
Ein offener Technikraum berechnet getrennt die Nutzung eines Lasercutters und Materialplatten. Drei halbstündige Lasercutter-Zeitslots und fünf Materialplatten kosten zusammen \(75{,}00\,\text{€}\). Außerdem kosten zwei Lasercutter-Zeitslots genau \(12{,}00\,\text{€}\) mehr als drei Materialplatten. Bestimme den Preis eines Lasercutter-Zeitslots und einer Materialplatte.

Denkanstöße

- Lege je eine Variable für Zeitslot und Materialplatte fest. - Die Aussage „\(12\,\text{€}\) mehr“ lässt sich als Differenzgleichung schreiben. - Welche Multiplikatoren sorgen dafür, dass sich die Materialkosten beim Addieren aufheben?

Lösung

1. Setze \(x\) für den Preis eines Lasercutter-Zeitslots und \(y\) für den Preis einer Materialplatte. 2. Es gilt \(\begin{cases}3x+5y=75\\2x-3y=12\end{cases}\). 3. Multipliziere die erste Gleichung mit \(3\) und die zweite mit \(5\): \(9x+15y=225\) und \(10x-15y=60\). 4. Addition ergibt \(19x=285\), also \(x=15\). 5. Einsetzen in die zweite Gleichung ergibt \(30-3y=12\), also \(y=6\).

Antwort

Ein Lasercutter-Zeitslot kostet \(15{,}00\,\text{€}\), eine Materialplatte \(6{,}00\,\text{€}\).
4243418
Eine Schulklasse möchte ein Abschiedsgeschenk für ihre Klassenlehrerin kaufen. Wenn jeder \(4{,}50\,\text{€}\) einzahlt, fehlen noch \(12{,}00\,\text{€}\). Wenn jeder \(5{,}50\,\text{€}\) einzahlt, bleiben \(12{,}00\,\text{€}\) übrig. a) Bestimme die Anzahl der Schüler in der Klasse und den Preis des Geschenks. b) Welchen Betrag müsste jeder Schüler exakt bezahlen, damit die Kosten genau gedeckt sind?

Denkanstöße

- Drücke den Geschenkpreis in beiden Beitragssituationen aus. - Was bedeutet „fehlen“ bzw. „übrig bleiben“ für den Zusammenhang zwischen Beiträgen und Geschenkpreis? - Wenn zwei Ausdrücke denselben Preis darstellen, welche Beziehung haben sie zueinander?

Lösung

1. Setze \(x\) für die Anzahl der Schüler und \(y\) für den Geschenkpreis. Dann gilt \(\begin{cases}y=4{,}50x+12\\y=5{,}50x-12\end{cases}\). 2. Gleichsetzen ergibt \(4{,}50x+12=5{,}50x-12\), also \(x=24\). 3. Einsetzen liefert \(y=4{,}50\cdot24+12=120\,\text{€}\). 4. Der exakt passende Beitrag beträgt \(120\,\text{€}:24=5\,\text{€}\) pro Person.

Antwort

a) In der Klasse sind 24 Schüler; das Geschenk kostet \(120{,}00\,\text{€}\). b) Jeder Schüler müsste \(5{,}00\,\text{€}\) bezahlen.
4243428
Eine Wandergruppe möchte eine Hütte für ein Wochenende mieten. Die Kosten sollen gleichmäßig aufgeteilt werden. Zuerst berechnen sie: Wenn jedes Mitglied der ursprünglichen Gruppe \(20{,}00\,\text{€}\) beisteuert, fehlen noch \(40{,}00\,\text{€}\) an der Gesamtmiete. Kurz vor der Buchung schließen sich der Gruppe noch 5 weitere Personen an. Wenn nun alle Personen der vergrößerten Gruppe jeweils \(18{,}00\,\text{€}\) bezahlen, ist die Miete bezahlt und es bleiben sogar \(20{,}00\,\text{€}\) für die Verpflegung übrig. Berechne, wie viele Personen ursprünglich in der Gruppe waren und wie hoch die Miete für die Hütte ist.

Denkanstöße

- Achte darauf, wie sich die Anzahl der Personen im zweiten Szenario verändert. - Wie kannst du die Gesamtkosten der Miete jeweils durch die Beiträge der Teilnehmer ausdrücken? - Vergiss nicht, die Klammern korrekt zu setzen, wenn sich der Beitrag auf die gesamte neue Gruppe bezieht. - Kannst du eine Variable eliminieren, indem du die Gleichungen gleichsetzt?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) für die ursprüngliche Anzahl der Personen, \(M\) für die Miete. 2. Gleichungen aufstellen: Fall 1: \(20x = M - 40 \Rightarrow M = 20x + 40\) Fall 2: \(18 \cdot (x + 5) = M + 20 \Rightarrow M = 18 \cdot (x + 5) - 20\) 3. Gleichsetzen: \(20x + 40 = 18 \cdot (x + 5) - 20\). 4. Klammer auflösen und zusammenfassen: \(20x + 40 = 18x + 90 - 20 \Rightarrow 20x + 40 = 18x + 70\). 5. Nach \(x\) auflösen: \(2x = 30 \Rightarrow x = 15\). Ursprünglich waren 15 Personen in der Gruppe. 6. Miete berechnen: \(M = 20 \cdot 15 + 40 = 340{,}00\,\text{€}\). 7. Überprüfung mit Fall 2: \(18 \cdot (15 + 5) - 20 = 18 \cdot 20 - 20 = 360 - 20 = 340\,\text{€}\).

Antwort

Ursprünglich waren 15 Personen in der Gruppe. Die Miete für die Hütte beträgt \(340{,}00\,\text{€}\).
4243438
Eine Schüler-AG baut kleine Solar-Lernmodelle. Am Montag kauft sie \(30\) Steckverbinder-Sets und \(20\) Montageclip-Packs für insgesamt \(90{,}00\,\text{€}\). Am Dienstag sind die Steckverbinder-Sets \(10\,\%\) teurer und die Montageclip-Packs \(20\,\%\) teurer. Für dieselben Mengen würden nun \(102{,}00\,\text{€}\) anfallen. a) Berechne die ursprünglichen Einzelpreise. b) Welcher Prozentsatz der Montagskosten entfiel auf die Steckverbinder-Sets? Runde auf eine Dezimalstelle.

Denkanstöße

- Lege Variablen für die beiden ursprünglichen Stückpreise fest. - Wie verändern \(10\,\%\) beziehungsweise \(20\,\%\) Aufschlag die Koeffizienten der zweiten Gleichung? - Für den Prozentanteil brauchst du die Montagskosten nur in Teilkosten und Gesamtkosten zu zerlegen.

Lösung

1. Setze \(s\) für den ursprünglichen Preis eines Steckverbinder-Sets und \(m\) für den Preis eines Montageclip-Packs. 2. Es gilt \(\begin{cases}30s+20m=90\\33s+24m=102\end{cases}\). 3. Vereinfache die erste Gleichung zu \(3s+2m=9\). Daraus folgt \(8m=36-12s\). 4. Einsetzen in die zweite Gleichung ergibt \(33s+3(36-12s)=102\), also \(s=2\). 5. Aus der ersten Gleichung folgt \(m=1{,}50\). 6. Die Steckverbinder kosten am Montag \(30\cdot2=60\,\text{€}\). Ihr Anteil beträgt \(60:90=\frac{2}{3}\approx66{,}7\,\%\).

Antwort

a) Steckverbinder-Set: \(2{,}00\,\text{€}\); Montageclip-Pack: \(1{,}50\,\text{€}\) b) Auf die Steckverbinder-Sets entfielen \(\approx66{,}7\,\%\) der Kosten.
4243518
Ein Sportverein kauft Basketbälle für \(15{,}00\,\text{€}\) pro Stück und Volleybälle für \(20{,}00\,\text{€}\) pro Stück. Insgesamt gibt der Verein \(1225{,}00\,\text{€}\) aus. Nach einer Saison sind \(20\,\%\) der Basketbälle und \(30\,\%\) der Volleybälle so stark abgenutzt, dass sie ersetzt werden müssen. Der Wert dieser abgenutzten Bälle beläuft sich auf \(285{,}00\,\text{€}\). Wie viele Bälle jeder Sorte hat der Verein ursprünglich gekauft?

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welche zwei Dinge unbekannt sind, und gib ihnen Namen wie \(x\) und \(y\). - Kannst du eine Gleichung für den Gesamtwert aller Bälle aufstellen? - Wie berechnet man den Wert eines Teils des Bestands, wenn man den Prozentsatz kennt? - Versuche, eine der Gleichungen zu vereinfachen, bevor du ein Lösungsverfahren anwendest.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) für die Anzahl der Basketbälle und \(y\) für die Anzahl der Volleybälle. 2. Aufstellen der Gleichung für den Gesamtwert: \(15x + 20y = 1225\). 3. Aufstellen der Gleichung für den Wert der abgenutzten Bälle: \(0{,}20 \cdot 15x + 0{,}30 \cdot 20y = 285\). 4. Vereinfachung der zweiten Gleichung: \(3x + 6y = 285\), was durch Division durch 3 zu \(x + 2y = 95\) führt. 5. Umstellen nach \(x\): \(x = 95 - 2y\). 6. Einsetzen in die erste Gleichung: \(15 \cdot (95 - 2y) + 20y = 1225 \Rightarrow 1425 - 30y + 20y = 1225\). 7. Zusammenfassen und Lösen nach \(y\): \(-10y = -200 \Rightarrow y = 20\). 8. Berechnung von \(x\): \(x = 95 - 2 \cdot 20 = 55\).

Antwort

Der Verein hat ursprünglich \(55\) Basketbälle und \(20\) Volleybälle gekauft.
4243728
Ein Makerspace verleiht für Projektgruppen Lötstationen und Werkzeugsets tageweise. Eine Gruppe leiht \(5\) Lötstationen und \(10\) Werkzeugsets für insgesamt \(90{,}00\,\text{€}\). Eine zweite Gruppe leiht \(3\) Lötstationen und \(12\) Werkzeugsets für \(84{,}00\,\text{€}\). a) Bestimme die Tagespreise einer Lötstation und eines Werkzeugsets. b) Ein Paket aus \(2\) Lötstationen und \(3\) Werkzeugsets kostet \(35{,}00\,\text{€}\). Prüfe, ob das Paket gegenüber den Einzelpreisen günstiger ist.

Denkanstöße

- Formuliere aus jeder Ausleihe eine Kostengleichung. - Beide Gleichungen lassen sich zunächst stark vereinfachen. - Vergleiche in Teil b den Paketpreis mit der Summe der gefundenen Einzelpreise.

Lösung

1. Setze \(l\) für den Tagespreis einer Lötstation und \(w\) für den eines Werkzeugsets. 2. Es gilt \(\begin{cases}5l+10w=90\\3l+12w=84\end{cases}\). 3. Vereinfacht lautet das LGS \(\begin{cases}l+2w=18\\l+4w=28\end{cases}\). 4. Subtraktion ergibt \(2w=10\), also \(w=5\). 5. Damit ist \(l=8\). 6. Einzeln kosten \(2\) Lötstationen und \(3\) Werkzeugsets \(2\cdot8+3\cdot5=31\,\text{€}\). 7. Das Paket für \(35\,\text{€}\) ist daher \(4\,\text{€}\) teurer.

Antwort

a) Lötstation: \(8{,}00\,\text{€}\) pro Tag; Werkzeugset: \(5{,}00\,\text{€}\) pro Tag b) Nein. Die Einzelpreise ergeben \(31{,}00\,\text{€}\); das Paket ist \(4{,}00\,\text{€}\) teurer.
4243738
Für ein Versandprojekt werden stabile Faltkartons und Rollen Papierklebeband bestellt. Zwei Faltkartons und fünf Rollen Klebeband kosten zusammen \(13{,}50\,\text{€}\). Drei Faltkartons und zwei Rollen Klebeband kosten \(12{,}00\,\text{€}\). Berechne die Einzelpreise.

Denkanstöße

- Benenne die beiden unbekannten Stückpreise. - Stelle die zwei Bestellgleichungen auf. - Welche Vielfachen erzeugen beim Kartonpreis denselben Koeffizienten?

Lösung

1. Setze \(k\) für den Preis eines Faltkartons und \(b\) für den Preis einer Rolle Papierklebeband. 2. Es gilt \(\begin{cases}2k+5b=13{,}50\\3k+2b=12\end{cases}\). 3. Multipliziere die erste Gleichung mit \(3\) und die zweite mit \(2\): \(6k+15b=40{,}50\) und \(6k+4b=24\). 4. Subtraktion ergibt \(11b=16{,}50\), also \(b=1{,}50\). 5. Einsetzen in die zweite Gleichung ergibt \(3k+3=12\), also \(k=3\).

Antwort

Ein Faltkarton kostet \(3{,}00\,\text{€}\), eine Rolle Papierklebeband \(1{,}50\,\text{€}\).
4243777
Ein Teeladen mischt „Frühlingsgruß“ und „Abendruhe“ zu einer \(500\,\text{g}\)-Packung. „Frühlingsgruß“ kostet \(4{,}50\,\text{€}\) pro \(100\,\text{g}\), „Abendruhe“ \(3{,}00\,\text{€}\) pro \(100\,\text{g}\). Die fertige Mischung soll insgesamt \(18{,}00\,\text{€}\) kosten. Bezeichne die Masse von „Frühlingsgruß“ mit \(x\) Gramm. Stelle eine lineare Gleichung mit nur dieser Variablen auf und berechne die Masse beider Sorten.

Denkanstöße

- Rechne die beiden Preise zunächst auf ein Gramm um. - Wenn \(x\) Gramm von der ersten Sorte verwendet werden, wie viel Gramm bleiben für die zweite Sorte? - Die beiden Teilwerte ergeben zusammen 18 Euro.

Lösung

1. „Frühlingsgruß“ kostet \(0{,}045\,\text{€}\) pro Gramm, „Abendruhe“ \(0{,}03\,\text{€}\) pro Gramm. 2. Von „Frühlingsgruß“ sind \(x\) Gramm und von „Abendruhe“ \(500-x\) Gramm in der Mischung. 3. Für den Gesamtpreis gilt \(0{,}045x+0{,}03(500-x)=18\). 4. Ausmultiplizieren ergibt \(0{,}045x+15-0{,}03x=18\). 5. Daraus folgt \(0{,}015x=3\), also \(x=200\). 6. Von „Abendruhe“ sind \(500-200=300\) Gramm enthalten.

Antwort

Gleichung: \(0{,}045x+0{,}03(500-x)=18\). Die Mischung enthält \(200\,\text{g}\) „Frühlingsgruß“ und \(300\,\text{g}\) „Abendruhe“.
4243797
Du mischst zwei Essiglösungen: eine mit \(25\,\%\) Essig und eine mit \(5\,\%\) Essig. Insgesamt brauchst du \(10\,\text{l}\) mit \(12\,\%\) Essig. Wie viele Liter von jeder Lösung musst du mischen?

Denkanstöße

- Welche zwei Bedingungen muss die Mischung gleichzeitig erfüllen? - Wie viel Essig steckt insgesamt in \(10\,\text{l}\) mit \(12\,\%\)? - Wie kannst du eine unbekannte Menge wählen, sodass sich die zweite aus der Gesamtmenge ergibt?

Lösung

1. Setze \(x\) für die Menge der \(25\,\%\)-igen Lösung in Litern. Dann werden \(10-x\) Liter der \(5\,\%\)-igen Lösung benötigt. 2. In \(10\,\text{l}\) mit \(12\,\%\) Essig sind \(0{,}12\cdot10=1{,}2\,\text{l}\) Essig enthalten. 3. Für die beiden Ausgangslösungen gilt daher \(0{,}25x+0{,}05(10-x)=1{,}2\). 4. Auflösen ergibt \(0{,}25x+0{,}5-0{,}05x=1{,}2\), also \(0{,}20x=0{,}7\) und damit \(x=3{,}5\). 5. Von der \(5\,\%\)-igen Lösung werden \(10-3{,}5=6{,}5\) Liter benötigt.

Antwort

Du brauchst \(3{,}5\,\text{l}\) der \(25\,\%\)-igen Lösung und \(6{,}5\,\text{l}\) der \(5\,\%\)-igen Lösung.
4243818
Ein Händler mischt zwei verschiedene Speiseöle A und B. Eine Mischung aus \(3\,\text{l}\) Öl A und \(2\,\text{l}\) Öl B hat eine Masse von \(4{,}54\,\text{kg}\). Eine andere Mischung aus \(1\,\text{l}\) Öl A und \(4\,\text{l}\) Öl B hat eine Masse von \(4{,}58\,\text{kg}\). Bestimme die Masse von jeweils einem Liter der beiden Ölsorten.

Denkanstöße

- Wähle je eine Variable für die Masse eines Liters der beiden Ölsorten. - Wie setzt sich die Gesamtmasse jeder Mischung zusammen? - Welche Gleichung lässt sich direkt nach einer Variablen auflösen?

Lösung

1. Setze \(x\) für die Masse von \(1\,\text{l}\) Öl A und \(y\) für die Masse von \(1\,\text{l}\) Öl B. Dann gilt \(\begin{cases}3x+2y=4{,}54\\x+4y=4{,}58\end{cases}\). 2. Aus der zweiten Gleichung folgt \(x=4{,}58-4y\). Einsetzen in die erste ergibt \(3(4{,}58-4y)+2y=4{,}54\). 3. Daraus folgt \(-10y=-9{,}20\), also \(y=0{,}92\). 4. Mit der zweiten Gleichung erhältst du \(x=0{,}90\).

Antwort

Ein Liter Öl A hat eine Masse von \(0{,}90\,\text{kg}\), ein Liter Öl B von \(0{,}92\,\text{kg}\).
4243848
Eine Textilwerkstatt verwendet zwei recycelte Stoffsorten A und B. Für einen \(10\,\text{m}\) langen Materialmix werden \(4\,\text{m}\) Stoff A und \(6\,\text{m}\) Stoff B verwendet; der Mix kostet im Mittel \(12{,}80\,\text{€}\) pro Meter. Ein zweiter \(10\,\text{m}\)-Mix besteht aus \(7\,\text{m}\) A und \(3\,\text{m}\) B und kostet im Mittel \(14{,}30\,\text{€}\) pro Meter. a) Bestimme die Meterpreise der beiden Stoffsorten. b) Begründe anhand deiner Ergebnisse, warum der zweite Mix teurer ist.

Denkanstöße

- Wandle den durchschnittlichen Meterpreis zunächst in Gesamtkosten für \(10\,\text{m}\) um. - Stelle für beide Mischungen je eine Kostengleichung auf. - Vergleiche nach dem Lösen die Anteile der teureren Stoffart.

Lösung

1. Setze \(a\) für den Meterpreis von Stoff A und \(b\) für den Meterpreis von Stoff B. 2. Die Gesamtkosten der beiden \(10\,\text{m}\)-Mixe betragen \(128\,\text{€}\) beziehungsweise \(143\,\text{€}\). Daher gilt \(\begin{cases}4a+6b=128\\7a+3b=143\end{cases}\). 3. Multipliziere die zweite Gleichung mit \(2\): \(14a+6b=286\). 4. Subtraktion der ersten Gleichung ergibt \(10a=158\), also \(a=15{,}80\). 5. Einsetzen in die erste Gleichung liefert \(b=10{,}80\). 6. Der zweite Mix enthält mit \(7\,\text{m}\) mehr von der teureren Sorte A als der erste Mix.

Antwort

a) Stoff A: \(15{,}80\,\text{€}/\text{m}\); Stoff B: \(10{,}80\,\text{€}/\text{m}\) b) Der zweite Mix enthält einen größeren Anteil der teureren Sorte A und ist deshalb teurer.
4243878
Eine Elektronikwerkstatt bestellt Sensorhalter und kleine Jumper-Kabel-Sets. Zwei Sensorhalter und drei Kabel-Sets kosten \(5{,}50\,\text{€}\). Drei Sensorhalter und zwei Kabel-Sets kosten \(7{,}00\,\text{€}\). Berechne die Einzelpreise.

Denkanstöße

- Welche zwei unbekannten Stückpreise werden in beiden Bestellungen kombiniert? - Suche Multiplikatoren, mit denen sich eine Variable direkt eliminieren lässt. - Prüfe die gefundenen Preise an beiden Bestellungen.

Lösung

1. Setze \(s\) für den Preis eines Sensorhalters und \(k\) für den Preis eines Kabel-Sets. 2. Es gilt \(\begin{cases}2s+3k=5{,}50\\3s+2k=7\end{cases}\). 3. Multipliziere die erste Gleichung mit \(3\) und die zweite mit \(-2\): \(6s+9k=16{,}50\) und \(-6s-4k=-14\). 4. Addition ergibt \(5k=2{,}50\), also \(k=0{,}50\). 5. Einsetzen in die erste Gleichung ergibt \(2s+1{,}50=5{,}50\), also \(s=2\).

Antwort

Ein Sensorhalter kostet \(2{,}00\,\text{€}\), ein Kabel-Set \(0{,}50\,\text{€}\).
4243978
Zwei Freunde, Jan und Leo, kaufen sich jeweils ein Mountainbike und einen Helm. Es stehen zwei Helmmodelle zur Auswahl: ein Profihelm für \(120{,}00\,\text{€}\) und ein Standardhelm für \(40{,}00\,\text{€}\). - Jans Bike kostet zusammen mit dem Profihelm dreimal so viel wie Leos Bike zusammen mit dem Standardhelm. - Leos Bike kostet zusammen mit dem Profihelm genau halb so viel wie Jans Bike zusammen mit dem Standardhelm. Berechne den Preis der beiden Mountainbikes (ohne Helm).

Denkanstöße

- Was sind die unbekannten Größen in dieser Aufgabe? - Kannst du die beiden Bedingungen in mathematische Gleichungen übersetzen? - Wie hängen die Preise der Bikes zusammen, wenn man die Kosten für die Helme berücksichtigt? - Welches Verfahren (Einsetzungs-, Gleichsetzungs- oder Additionsverfahren) bietet sich hier an?

Lösung

1. Variablen festlegen: \(x\) für den Preis von Jans Mountainbike und \(y\) für den Preis von Leos Mountainbike in \(\text{€}\). 2. Erste Gleichung aufstellen: \(x + 120 = 3 \cdot (y + 40)\). 3. Zweite Gleichung aufstellen: \(y + 120 = \frac{1}{2} \cdot (x + 40)\). 4. Erste Gleichung vereinfachen: \(x + 120 = 3y + 120 \Rightarrow x = 3y\). 5. \(x = 3y\) in die zweite Gleichung einsetzen: \(y + 120 = \frac{1}{2} \cdot (3y + 40)\). 6. Gleichung nach \(y\) auflösen: \(2y + 240 = 3y + 40 \Rightarrow y = 200\). 7. \(x\) berechnen: \(x = 3 \cdot 200 = 600\).

Antwort

Jans Mountainbike kostet \(600{,}00\,\text{€}\) und Leos Mountainbike kostet \(200{,}00\,\text{€}\).
4244037
In einer Manufaktur werden drei Arten von Fahrrädern hergestellt: ein Basismodell, ein Tourenrad und ein Profi-Rennrad. Das Tourenrad kostet im Verkauf das Vierfache des Basismodells. Das Profi-Rennrad kostet \(1200{,}00\,\text{€}\) mehr als das Tourenrad und gleichzeitig \(4800{,}00\,\text{€}\) mehr als das Basismodell. Berechne die Preise aller drei Fahrradtypen.

Denkanstöße

- Drücke möglichst viele Preise mit nur einer Variablen aus. - Für welchen Fahrradtyp kannst du zwei verschiedene Preis-Ausdrücke bilden? - Was gilt für zwei Ausdrücke, die denselben Preis beschreiben?

Lösung

1. Setze \(b\) für den Preis des Basismodells. Dann kostet das Tourenrad \(4b\). 2. Für das Rennrad erhältst du die beiden Ausdrücke \(4b+1200\) und \(b+4800\). Da sie denselben Preis beschreiben, gilt \(4b+1200=b+4800\). 3. Daraus folgt \(3b=3600\), also \(b=1200\). 4. Das Tourenrad kostet \(4\cdot1200=4800\,\text{€}\), das Rennrad \(1200+4800=6000\,\text{€}\).

Antwort

Basismodell: \(1200{,}00\,\text{€}\); Tourenrad: \(4800{,}00\,\text{€}\); Profi-Rennrad: \(6000{,}00\,\text{€}\).
4268878
Ein erfundenes Leihrad-System berechnet pro Fahrt eine Freischaltgebühr \(f\) und zusätzlich einen festen Preis \(z\) für jeden angefallenen \(15\)-Minuten-Zusatzblock. In einer Abrechnung fallen insgesamt \(4\) Freischaltungen und \(3\) Zusatzblöcke an; dafür werden \(6{,}50\,\text{€}\) berechnet. In einer zweiten Abrechnung sind es \(2\) Freischaltungen und \(5\) Zusatzblöcke für \(7{,}10\,\text{€}\). Bestimme die Freischaltgebühr und den Preis eines Zusatzblocks.

Denkanstöße

- Welche zwei Preisbestandteile tauchen in beiden Abrechnungen auf? - Übersetze jede Abrechnung in eine Gleichung. - Welches Vielfache der zweiten Gleichung eliminiert die Freischaltgebühr beim Addieren?

Lösung

1. Mit \(f\) für die Freischaltgebühr und \(z\) für den Preis eines Zusatzblocks gilt \(\begin{cases}4f+3z=6{,}50\\2f+5z=7{,}10\end{cases}\). 2. Multipliziere die zweite Gleichung mit \(-2\): \(-4f-10z=-14{,}20\). 3. Addition mit der ersten Gleichung ergibt \(-7z=-7{,}70\), also \(z=1{,}10\). 4. Einsetzen in die zweite Gleichung ergibt \(2f+5{,}50=7{,}10\), also \(f=0{,}80\).

Antwort

Die Freischaltgebühr beträgt \(0{,}80\,\text{€}\), ein \(15\)-Minuten-Zusatzblock kostet \(1{,}10\,\text{€}\).
4280578
Für einen Elektronik-Workshop werden zwei Sensormodule A und B in unterschiedlichen Sets zusammengestellt. Ein Set aus einem Modul A und zwei Modulen B kostet \(18{,}50\,\text{€}\). Ein zweites Set aus drei Modulen A und einem Modul B kostet \(25{,}50\,\text{€}\). Berechne den Einzelpreis eines Moduls A und eines Moduls B.

Denkanstöße

- Lege Variablen für die beiden Modulpreise fest. - Welche Gleichungen beschreiben die beiden Sets? - Eine Gleichung lässt sich besonders einfach nach einem Preis auflösen.

Lösung

1. Setze \(a\) für den Preis eines Sensormoduls A und \(b\) für den Preis eines Sensormoduls B. 2. Es gilt \(\begin{cases}a+2b=18{,}50\\3a+b=25{,}50\end{cases}\). 3. Forme die zweite Gleichung nach \(b\) um: \(b=25{,}50-3a\). 4. Einsetzen in die erste Gleichung ergibt \(a+2(25{,}50-3a)=18{,}50\). 5. Damit gilt \(-5a=-32{,}50\), also \(a=6{,}50\). 6. Einsetzen in die zweite Gleichung liefert \(b=6{,}00\).

Antwort

Sensormodul A kostet \(6{,}50\,\text{€}\), Sensormodul B \(6{,}00\,\text{€}\).
5532158
Aus einer \(10\,\%\)-igen und einer \(50\,\%\)-igen Salzlösung sollen \(12\,\text{kg}\) einer \(30\,\%\)-igen Lösung hergestellt werden. Sei \(x\) die Masse der \(10\,\%\)-igen und \(y\) die Masse der \(50\,\%\)-igen Lösung, jeweils in Kilogramm. Tara schlägt das Modell \(x+y=12\) \(10x+50y=3{,}6\) vor. Erkläre den Fehler in der zweiten Gleichung, stelle sie korrekt auf und bestimme \(x\) und \(y\).

Denkanstöße

- Prüfe, welche physikalische Größe jede Seite der zweiten Gleichung beschreibt. - Prozentangaben können als Dezimalanteile oder einheitlich skaliert verwendet werden, aber beide Seiten müssen zusammenpassen. - Kontrolliere die gefundene Mischung sowohl über die Gesamtmasse als auch über die Salzmasse.

Lösung

1. Tara verwendet links Prozentzahlen als ganze Zahlen, rechts aber die tatsächliche Salzmasse in Kilogramm. Die Einheiten beziehungsweise Skalierungen passen daher nicht zusammen. 2. Mit Dezimalanteilen lautet die Stoffbilanz \(0{,}1x+0{,}5y=3{,}6\), denn \(30\,\%\) von \(12\,\text{kg}\) sind \(3{,}6\,\text{kg}\). 3. Aus \(x+y=12\) folgt \(x=12-y\). 4. Einsetzen ergibt \(0{,}1(12-y)+0{,}5y=3{,}6\), also \(1{,}2+0{,}4y=3{,}6\). Damit ist \(y=6\) und \(x=6\).

Antwort

Die zweite Gleichung mischt Prozentzahlen mit Kilogramm. Korrekt ist \(0{,}1x+0{,}5y=3{,}6\). Es werden jeweils \(6\,\text{kg}\) der beiden Lösungen benötigt.
5532168
Für eine \(600\,\text{g}\)-Nussmischung werden zwei Sorten verwendet. Sorte A kostet \(1{,}80\,\text{€}\) pro \(100\,\text{g}\), Sorte B \(3{,}00\,\text{€}\) pro \(100\,\text{g}\). Die Mischung kostet insgesamt \(13{,}20\,\text{€}\). Sei \(x\) die Masse von Sorte A und \(y\) die Masse von Sorte B, jeweils in Gramm. Zwei Modelle werden vorgeschlagen: A: \(x+y=600\), \(1{,}8x+3y=13{,}2\) B: \(x+y=600\), \(0{,}018x+0{,}03y=13{,}2\) Entscheide, welches Modell zu den gewählten Einheiten passt, begründe deine Wahl und bestimme die beiden Massen.

Denkanstöße

- Vergleiche die Einheit deiner Variablen mit der Einheit der angegebenen Preise. - Vor dem Rechnen müssen Preis und Masse auf dieselbe Masseneinheit bezogen sein. - Prüfe nach dem Lösen, ob Gesamtmasse und Gesamtpreis stimmen.

Lösung

1. Die Variablen messen Gramm. Deshalb müssen auch die Preise als Euro pro Gramm verwendet werden: \(1{,}80\,\text{€}:100\,\text{g}=0{,}018\,\text{€}/\text{g}\) und \(3{,}00\,\text{€}:100\,\text{g}=0{,}03\,\text{€}/\text{g}\). Modell B ist korrekt. 2. Aus \(x+y=600\) folgt \(x=600-y\). 3. Einsetzen in die Kostengleichung ergibt \(0{,}018(600-y)+0{,}03y=13{,}2\). 4. Daraus folgt \(10{,}8+0{,}012y=13{,}2\), also \(y=200\). 5. Damit ist \(x=400\).

Antwort

Modell B ist einheitenrichtig. Die Mischung enthält \(400\,\text{g}\) Sorte A und \(200\,\text{g}\) Sorte B.
5564158
Für eine Getränkemischung werden insgesamt \(5\,\text{Liter}\) zweier Sorten verwendet. Sorte A kostet \(1{,}20\,\text{€}\) pro Liter, Sorte B \(1{,}80\,\text{€}\) pro Liter. Die Mischung kostet insgesamt \(7{,}80\,\text{€}\). Mit \(x\) und \(y\) als Literzahlen schreibt Nele: \((I)\;x+y=5\) \((II)\;120x+180y=7{,}80\) Erkläre den Fehler in (II), korrigiere das LGS und bestimme \(x\) und \(y\).

Denkanstöße

- Prüfe zuerst die Einheiten aller Zahlen in der Kostengleichung. - Entscheide dich für Euro oder Cent und verwende diese Einheit durchgehend. - Nach der Korrektur kannst du eine Variable mit der Mengengleichung ausdrücken.

Lösung

1. In (II) werden Centpreise \(120\) und \(180\) mit einem Gesamtpreis in Euro \(7{,}80\) vermischt. Die Einheiten sind nicht konsistent. 2. In Euro lauten die korrigierten Gleichungen \((I)\;x+y=5\) und \((II)\;1{,}20x+1{,}80y=7{,}80\). 3. Aus (I) folgt \(x=5-y\). Einsetzen in (II) ergibt \(1{,}20(5-y)+1{,}80y=7{,}80\). 4. Daraus folgt \(0{,}60y=1{,}80\), also \(y=3\) und \(x=2\).

Antwort

Der Fehler ist die Mischung von Cent und Euro. Korrekt sind \((I)\;x+y=5\) und \((II)\;1{,}20x+1{,}80y=7{,}80\). Es werden \(2\,\text{Liter}\) Sorte A und \(3\,\text{Liter}\) Sorte B verwendet.
5565258
Die Massenanteile von Salz in zwei Salzlösungen A und B sind unbekannt. Bezeichne ihre Prozentwerte mit \(x\) und \(y\). Eine Mischung aus \(1\,\text{kg}\) A und \(1\,\text{kg}\) B enthält \(14\,\%\) Salz. Eine zweite Mischung aus \(3\,\text{kg}\) A und \(1\,\text{kg}\) B enthält \(17\,\%\) Salz. Stelle aus beiden Mischversuchen ein LGS auf und bestimme die Salzanteile von A und B.

Denkanstöße

- Bei einem Massenanteil kannst du die Salzmasse als Anteil der gesamten Mischungsmasse beschreiben. - Formuliere für jeden Mischversuch eine eigene Gleichung in \(x\) und \(y\). - Welche Variable lässt sich aus den beiden Gleichungen durch direktes Subtrahieren eliminieren?

Lösung

1. Beim ersten Mischversuch beträgt die Salzmasse insgesamt \(0{,}14\cdot2\,\text{kg}\). Mit \(x\) und \(y\) als Prozentzahlen folgt nach Multiplikation mit 100 die Gleichung \(x+y=28\). 2. Beim zweiten Mischversuch beträgt die Salzmasse \(0{,}17\cdot4\,\text{kg}\). Entsprechend gilt \(3x+y=68\). Das LGS lautet \(\begin{cases}x+y=28\\3x+y=68\end{cases}\). 3. Subtrahiere die erste Gleichung von der zweiten: \(2x=40\), also \(x=20\). 4. Aus \(x+y=28\) folgt \(y=8\). 5. Probe: Die Mischungen ergeben \(14\,\%\) bzw. \(17\,\%\) Salzanteil.

Antwort

\(\begin{cases}x+y=28\\3x+y=68\end{cases}\). Salzlösung A enthält \(20\,\%\) Salz, Salzlösung B \(8\,\%\).
4137618
Ein schulischer Makerspace bestellt dünne Sperrholzplatten und kleine Acrylplatten für Lasercutter-Projekte. Bei der ersten Bestellung kosten \(40\) Sperrholzplatten und \(50\) Acrylplatten zusammen \(115\,\text{€}\). Bei einer späteren Bestellung ist eine Sperrholzplatte gegenüber dem ursprünglichen Preis um \(20\,\%\) günstiger, eine Acrylplatte dagegen um \(50\,\%\) teurer. \(30\) Sperrholzplatten und \(40\) Acrylplatten kosten dann \(102\,\text{€}\). Bestimme die ursprünglichen Einzelpreise beider Plattentypen.

Denkanstöße

- Lege Variablen für die ursprünglichen Stückpreise fest. - Wie verändern sich die Preise bei \(20\,\%\) Rabatt beziehungsweise \(50\,\%\) Aufschlag? - Vereinfache die beiden Gleichungen, bevor du sie voneinander abziehst.

Lösung

1. Setze \(h\) für den ursprünglichen Preis einer Sperrholzplatte und \(a\) für den ursprünglichen Preis einer Acrylplatte. 2. Aus der ersten Bestellung folgt \(40h+50a=115\). 3. Bei der zweiten Bestellung kosten die Platten \(0{,}8h\) beziehungsweise \(1{,}5a\). Daher gilt \(30\cdot0{,}8h+40\cdot1{,}5a=102\), also \(24h+60a=102\). Das LGS ist damit \(\begin{cases}40h+50a=115\\24h+60a=102\end{cases}\). 4. Vereinfache die erste Gleichung zu \(4h+5a=11{,}5\) und die zweite zu \(4h+10a=17\). 5. Subtraktion ergibt \(5a=5{,}5\), also \(a=1{,}10\). 6. Einsetzen liefert \(h=1{,}50\).

Antwort

Eine Sperrholzplatte kostete ursprünglich \(1{,}50\,\text{€}\), eine Acrylplatte \(1{,}10\,\text{€}\).
4138298
Zwei Mobilfunkanbieter haben unterschiedliche Tarifstrukturen aus einer monatlichen Grundgebühr und einem Preis pro Gigabyte (\(\text{GB}\)). Bei Tarif A kosten \(3\,\text{GB}\) insgesamt \(14\,\text{€}\) und \(5\,\text{GB}\) insgesamt \(20\,\text{€}\). Tarif B hat eine Grundgebühr, die \(2\,\text{€}\) niedriger ist als bei Tarif A, aber der Preis pro Gigabyte ist um \(0{,}50\,\text{€}\) höher. a) Definiere Variablen für Grundgebühr und Preis pro Gigabyte von Tarif A, stelle aus den beiden Beobachtungen ein LGS auf und bestimme beide Werte. b) Prüfe die gefundenen Werte an beiden ursprünglichen Kostenangaben. c) Bestimme daraus Grundgebühr und Preis pro Gigabyte von Tarif B und berechne, bei welchem Datenverbrauch beide Tarife gleich viel kosten.

Denkanstöße

- Trenne bei Tarif A die feste Grundgebühr vom verbrauchsabhängigen Anteil. - Jede der beiden beobachteten Monatsrechnungen liefert eine eigene Gleichung. - Prüfe deine beiden Tarif-A-Werte in beiden Rechnungen, bevor du Tarif B ableitest. - Für den Schnittpunkt der Tarife müssen die beiden Gesamtkosten gleich sein.

Lösung

1. Setze \(g\) für die Grundgebühr von Tarif A in Euro und \(p\) für den Preis pro Gigabyte in Euro. Dann gilt \(\begin{cases}g+3p=14\\g+5p=20\end{cases}\). 2. Subtraktion der ersten Gleichung von der zweiten ergibt \(2p=6\), also \(p=3\). Aus der ersten Gleichung folgt \(g=5\). 3. Kontrolle: \(5+3\cdot3=14\) und \(5+5\cdot3=20\). 4. Tarif B hat Grundgebühr \(3\,\text{€}\) und einen Preis von \(3{,}50\,\text{€}\) pro Gigabyte. 5. Bei gleichem Datenverbrauch \(x\) gilt \(5+3x=3+3{,}5x\). Daraus folgt \(x=4\). Beide Tarife kosten dann \(17\,\text{€}\).

Antwort

a) Zum Beispiel \(g\) = Grundgebühr, \(p\) = Preis pro \(\text{GB}\) von Tarif A; \(\begin{cases}g+3p=14\\g+5p=20\end{cases}\). Tarif A: \(g=5\,\text{€}\), \(p=3\,\text{€}/\text{GB}\). b) Beide Angaben ergeben mit diesen Werten \(14\,\text{€}\) bzw. \(20\,\text{€}\). c) Tarif B: \(3\,\text{€}\) Grundgebühr und \(3{,}50\,\text{€}/\text{GB}\). Gleich teuer bei \(4\,\text{GB}\), jeweils \(17\,\text{€}\).
4243528
Ein Elektronikhändler hat Tablets für \(300{,}00\,\text{€}\) pro Stück und Laptops für \(800{,}00\,\text{€}\) pro Stück im Lager. Der Gesamtwert des Bestands beträgt \(110\,000{,}00\,\text{€}\). Während einer Aktion werden \(40\,\%\) der Tablets und \(60\,\%\) der Laptops verkauft; der Erlös beträgt \(60\,000{,}00\,\text{€}\). Wie viele Geräte von jedem Typ befinden sich nach der Aktion noch im Lager?

Denkanstöße

- Gesucht ist der Restbestand, aber zunächst brauchst du den Anfangsbestand. - Wie setzt sich der gesamte Warenwert vor der Aktion zusammen? - Welche Anteile der beiden Gerätetypen werden verkauft, und wie erscheint das in der Erlösgleichung?

Lösung

1. Setze \(x\) für die ursprüngliche Anzahl der Tablets und \(y\) für die ursprüngliche Anzahl der Laptops. Dann gilt \(\begin{cases}300x+800y=110\,000\\120x+480y=60\,000\end{cases}\). 2. Vereinfache die zweite Gleichung zu \(x+4y=500\), also \(x=500-4y\). 3. Einsetzen in die erste Gleichung ergibt \(300(500-4y)+800y=110\,000\), also \(y=100\) und \(x=100\). 4. Nach dem Verkauf bleiben \(60\,\%\) der Tablets und \(40\,\%\) der Laptops übrig. Das sind 60 Tablets und 40 Laptops.

Antwort

Nach der Aktion befinden sich noch 60 Tablets und 40 Laptops im Lager.
4243638
Eine Schulklasse plant einen Ausflug, wobei die Gesamtkosten für den Bus gleichmäßig auf alle mitfahrenden Schüler aufgeteilt werden sollen. Die Organisatoren berechnen verschiedene Szenarien: Wenn 5 Schüler weniger mitfahren würden, müsste jeder der verbleibenden Schüler \(2{,}40\,\text{€}\) mehr bezahlen. Wenn hingegen 10 Schüler mehr mitfahren würden als geplant, würde sich der Preis für jeden Einzelnen um \(3{,}20\,\text{€}\) verringern. Berechne, wie viele Schüler ursprünglich für die Fahrt eingeplant sind und wie hoch die Kosten pro Person in diesem Fall wären.

Denkanstöße

- Was bleibt bei allen Szenarien unverändert? - Wie hängen die Anzahl der Personen, der Preis pro Person und die Gesamtkosten zusammen? - Kannst du für jede der beiden Bedingungen eine Gleichung aufstellen, die den Zusammenhang beschreibt? - Versuche, die Klammern in deinen Gleichungen aufzulösen, um ein einfaches System mit zwei Unbekannten zu erhalten.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(n\) für die Anzahl der Schüler und \(p\) für den Preis pro Person in Euro. Die Gesamtkosten für den Bus betragen \(G = np\). 2. Aufstellen der ersten Gleichung basierend auf der Preiserhöhung: \((n - 5) \cdot (p + 2{,}4) = np\). Durch Ausmultiplizieren und Vereinfachen ergibt sich \(2{,}4n - 5p = 12\). 3. Aufstellen der zweiten Gleichung basierend auf der Preisverringerung: \((n + 10) \cdot (p - 3{,}2) = np\). Durch Ausmultiplizieren und Vereinfachen ergibt sich \(-3{,}2n + 10p = 32\). 4. Lösen des linearen Gleichungssystems: Multiplikation der ersten Gleichung mit 2 führt zu \(4{,}8n - 10p = 24\). Addition dieser Gleichung zur zweiten Gleichung ergibt \(1{,}6n = 56\), woraus \(n = 35\) folgt. 5. Einsetzen von \(n = 35\) in die erste vereinfachte Gleichung: \(2{,}4 \cdot 35 - 5p = 12 \implies 84 - 5p = 12 \implies 5p = 72 \implies p = 14{,}4\).

Antwort

Es sind ursprünglich 35 Schüler eingeplant, und die Kosten pro Person betragen \(14{,}40\,\text{€}\).
4243807
Zwei Metallmischungen aus Kupfer und Zink werden gemischt. Mischung A besteht aus \(4\) Teilen Kupfer und \(1\) Teil Zink. Mischung B besteht aus \(1\) Teil Kupfer und \(3\) Teilen Zink. Insgesamt sollen \(50\,\text{kg}\) einer Mischung mit \(47\,\%\) Kupfer entstehen. Wie viele Kilogramm von Mischung A und Mischung B werden benötigt?

Denkanstöße

- Welcher Anteil der Teile besteht bei jeder Mischung aus Kupfer? - Welche Gesamtmasse und welche Kupfermasse soll die fertige Mischung haben? - Wie kannst du die beiden unbekannten Massen mit nur einer Variablen beschreiben?

Lösung

1. Der Kupferanteil beträgt bei Mischung A \(\frac{4}{5}=0{,}8\) und bei Mischung B \(\frac{1}{4}=0{,}25\). 2. Setze \(x\) für die Masse von Mischung A. Dann beträgt die Masse von Mischung B \(50-x\) Kilogramm. 3. In der Zielmischung müssen \(0{,}47\cdot50\,\text{kg}=23{,}5\,\text{kg}\) Kupfer enthalten sein. Daher gilt \(0{,}8x+0{,}25(50-x)=23{,}5\). 4. Auflösen ergibt \(0{,}8x+12{,}5-0{,}25x=23{,}5\), also \(0{,}55x=11\) und damit \(x=20\). 5. Von Mischung B werden \(50-20=30\) Kilogramm benötigt.

Antwort

Es werden \(20\,\text{kg}\) von Mischung A und \(30\,\text{kg}\) von Mischung B benötigt.
4243838
Ein Gärtner mischt zwei granulierte Düngersorten mit unterschiedlichem Stickstoff-Massenanteil. \(3\,\text{kg}\) Sorte A und \(2\,\text{kg}\) Sorte B ergeben eine Mischung mit \(14\,\%\) Stickstoff. \(1\,\text{kg}\) Sorte A und \(4\,\text{kg}\) Sorte B ergeben eine Mischung mit \(10\,\%\) Stickstoff. Berechne den Stickstoff-Massenanteil der beiden Düngersorten.

Denkanstöße

- Drücke die beiden unbekannten Konzentrationen als Anteile aus. - Wie viel Stickstoff enthalten die beiden \(5\,\text{kg}\)-Mischungen jeweils? - Welche der beiden Gleichungen lässt sich leicht nach einer Variablen auflösen?

Lösung

1. Setze \(x\) und \(y\) für die Stickstoff-Massenanteile der Sorten A und B als Dezimalzahlen. Dann gilt \(\begin{cases}3x+2y=0{,}70\\x+4y=0{,}50\end{cases}\). 2. Aus der zweiten Gleichung folgt \(x=0{,}50-4y\). Einsetzen in die erste ergibt \(3(0{,}50-4y)+2y=0{,}70\). 3. Daraus folgt \(-10y=-0{,}80\), also \(y=0{,}08\). 4. Mit der zweiten Gleichung erhältst du \(x=0{,}18\).

Antwort

Sorte A enthält \(18\,\%\) Stickstoff, Sorte B \(8\,\%\).
4243867
In einem Behälter ist bereits \(1\,\text{kg}\) Wasser. Dazu sollen zwei Salzlösungen gegeben werden: Lösung A enthält \(5\,\%\) Salz, Lösung B \(20\,\%\). Am Ende sollen insgesamt \(10\,\text{kg}\) Lösung mit \(12\,\%\) Salz entstehen. Wie viele Kilogramm der Lösungen A und B werden benötigt?

Denkanstöße

- Welche zwei Bedingungen muss die fertige Mischung erfüllen? - Welchen Beitrag zur Salzmenge liefert das reine Wasser? - Wie hängen die beiden Mengen der Salzlösungen mit der Gesamtmasse zusammen?

Lösung

1. Die Lösungen A und B müssen zusammen noch \(10\,\text{kg}-1\,\text{kg}=9\,\text{kg}\) liefern. 2. Setze \(x\) für die Masse von Lösung A. Dann beträgt die Masse von Lösung B \(9-x\) Kilogramm. 3. Am Ende müssen \(0{,}12\cdot10\,\text{kg}=1{,}2\,\text{kg}\) Salz enthalten sein. Das Wasser trägt kein Salz bei. Daher gilt \(0{,}05x+0{,}20(9-x)=1{,}2\). 4. Auflösen ergibt \(0{,}05x+1{,}8-0{,}20x=1{,}2\), also \(-0{,}15x=-0{,}6\) und damit \(x=4\). 5. Von Lösung B werden \(9-4=5\) Kilogramm benötigt.

Antwort

Es werden \(4\,\text{kg}\) der Lösung A und \(5\,\text{kg}\) der Lösung B benötigt.
4243908
In einem Chemielabor stehen zwei Kochsalzlösungen mit einer Konzentration von \(5\,\%\) und \(20\,\%\) zur Verfügung. Durch Zusammenmischen dieser beiden Lösungen wurde eine erste Mischung mit einem Salzgehalt von \(10\,\%\) hergestellt. a) Wenn man dieser ersten Mischung weitere \(3\,\text{l}\) der \(20\,\%\)-igen Lösung hinzufügt, steigt der Salzgehalt auf \(15\,\%\). Berechne, wie viele Liter der beiden ursprünglichen Lösungen für die erste Mischung verwendet wurden. b) Begründe ohne Rechnung: Wie würde sich der Salzgehalt der ersten Mischung (\(10\,\%\)) verändern, wenn man stattdessen \(3\,\text{l}\) der \(5\,\%\)-igen Lösung hinzufügen würde?

Denkanstöße

- Stelle ein Gleichungssystem auf, wobei eine Gleichung das Mischverhältnis der ersten Mischung beschreibt. - Wie berechnet man die Menge des gelösten Salzes in einer Mischung? - Überlege für Teil b, ob die hinzugefügte Lösung „stärker“ oder „schwächer“ konzentriert ist als das Zielgemisch.

Lösung

1. Teil a: Definition der Variablen: \(x\) (Volumen der \(5\,\%\)-igen Lösung) und \(y\) (Volumen der \(20\,\%\)-igen Lösung). 2. Erste Mischungsgleichung: \(0{,}05x + 0{,}2y = 0{,}1 \cdot (x+y) \implies 0{,}1y = 0{,}05x \implies x = 2y\). 3. Gleichung nach Zugabe von \(3\,\text{l}\) der \(20\,\%\)-igen Lösung: \(\frac{0{,}1 \cdot (x+y) + 0{,}2 \cdot 3}{x+y+3} = 0{,}15\). 4. Substitution von \(x = 2y\): \(\frac{0{,}1 \cdot (3y) + 0{,}6}{3y + 3} = 0{,}15 \implies 0{,}3y + 0{,}6 = 0{,}15 \cdot (3y+3) \implies 0{,}3y + 0{,}6 = 0{,}45y + 0{,}45\). 5. Lösen nach \(y\): \(0{,}15 = 0{,}15y \implies y = 1\). Daraus folgt \(x = 2\). 6. Teil b: Die hinzugefügte Lösung hat eine Konzentration von \(5\,\%\), was niedriger ist als die Konzentration der ersten Mischung (\(10\,\%\)). Daher wird die Gesamtmischung „verdünnt“ und der Salzgehalt sinkt unter \(10\,\%\).

Antwort

a) Es wurden \(2\,\text{l}\) der \(5\,\%\)-igen Lösung und \(1\,\text{l}\) der \(20\,\%\)-igen Lösung verwendet. b) Der Salzgehalt würde sinken, da die hinzugefügte Lösung eine geringere Konzentration (\(5\,\%\)) besitzt als die vorhandene Mischung (\(10\,\%\)).
4243938
In einer Saftbar werden zwei Apfelsaftgetränke gemischt. Sorte A hat einen Direktsaftanteil von \(10\,\%\), Sorte B einen Anteil von \(40\,\%\). Durch Mischen beider Sorten entsteht ein Getränk mit einem Direktsaftanteil von \(20\,\%\). Würde man von jeder Sorte \(3\,\text{Liter}\) mehr nehmen als ursprünglich geplant, so hätte die neue Mischung einen Direktsaftanteil von \(22{,}5\,\%\). Bestimme die Mengen der beiden Sorten, die für die ursprüngliche Mischung vorgesehen waren.

Denkanstöße

- Kannst du die Mengen der beiden Sorten mit Variablen benennen? - Wie lässt sich der Anteil an reinem Direktsaft mathematisch ausdrücken? - Welcher Zusammenhang zwischen den beiden Mengen lässt sich aus der ersten Information ableiten? - Überlege, wie sich die Gesamtmenge und die Menge des Direktsafts ändern, wenn man von beidem etwas hinzufügt.

Lösung

1. Festlegen der Variablen: \(x\) für das Volumen von Sorte A und \(y\) für das Volumen von Sorte B in Litern. 2. Aufstellen der Gleichung für die erste Mischung: \(0{,}1x + 0{,}4y = 0{,}2 \cdot (x + y)\). Durch Umformen erhält man \(0{,}2y = 0{,}1x\), was zu \(x = 2y\) führt. 3. Aufstellen der Gleichung für die zweite Mischung: \(\frac{0{,}1 \cdot (x + 3) + 0{,}4 \cdot (y + 3)}{x + 3 + y + 3} = 0{,}225\). 4. Einsetzen von \(x = 2y\) in die zweite Gleichung: \(\frac{0{,}1 \cdot (2y + 3) + 0{,}4 \cdot (y + 3)}{3y + 6} = 0{,}225\). 5. Vereinfachen des Zählers: \(0{,}2y + 0{,}3 + 0{,}4y + 1{,}2 = 0{,}6y + 1{,}5\). 6. Lösen der Gleichung \(0{,}6y + 1{,}5 = 0{,}225 \cdot (3y + 6)\): \(0{,}6y + 1{,}5 = 0{,}675y + 1{,}35\). Dies ergibt \(0{,}15 = 0{,}075y\), woraus \(y = 2\) folgt. 7. Berechnen von \(x\): \(x = 2 \cdot 2 = 4\). Die ursprüngliche Mischung bestand aus \(4\,\text{Litern}\) der Sorte A und \(2\,\text{Litern}\) der Sorte B.

Antwort

Für die ursprüngliche Mischung waren \(4\,\text{Liter}\) der Sorte A und \(2\,\text{Liter}\) der Sorte B vorgesehen.
4243948
Ein Goldschmied hat zwei Silberlegierungen: Die erste hat einen Silberanteil von \(60\,\%\), die zweite einen von \(90\,\%\). Mischt er bestimmte Mengen dieser Legierungen, erhält er eine Mischung mit einem Silbergehalt von \(70\,\%\). Wenn er jedoch von der ersten Legierung \(100\,\text{g}\) weniger und von der zweiten Legierung \(100\,\text{g}\) mehr als ursprünglich geplant nehmen würde, erhielte er eine Legierung mit einem Silbergehalt von \(80\,\%\). Berechne die ursprünglich geplanten Massen der beiden Legierungen.

Denkanstöße

- Was passiert mit der Gesamtmasse der Mischung im zweiten Fall, wenn von einer Sorte etwas abgezogen und der anderen Sorte genau dieselbe Menge hinzugefügt wird? - Kannst du ein Verhältnis zwischen den beiden Massen aus der ersten Mischung bestimmen? - Stelle für beide Szenarien eine Bilanz für das reine Silber auf.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(m_1\) für die Masse der \(60\,\%\)-Legierung und \(m_2\) für die Masse der \(90\,\%\)-Legierung in Gramm. 2. Erste Bedingung als Gleichung: \(0{,}6m_1 + 0{,}9m_2 = 0{,}7 \cdot (m_1 + m_2)\). Vereinfachung: \(0{,}2m_2 = 0{,}1m_1 \implies m_1 = 2m_2\). 3. Zweite Bedingung als Gleichung: \(0{,}6 \cdot (m_1 - 100) + 0{,}9 \cdot (m_2 + 100) = 0{,}8 \cdot (m_1 - 100 + m_2 + 100)\). Die Gesamtmasse bleibt hierbei gleich: \(m_1 + m_2\). 4. Einsetzen von \(m_1 = 2m_2\) in die zweite Gleichung: \(0{,}6 \cdot (2m_2 - 100) + 0{,}9 \cdot (m_2 + 100) = 0{,}8 \cdot (3m_2)\). 5. Ausmultiplizieren und Zusammenfassen: \(1{,}2m_2 - 60 + 0{,}9m_2 + 90 = 2{,}4m_2\). Dies führt zu \(2{,}1m_2 + 30 = 2{,}4m_2\). 6. Auflösen nach \(m_2\): \(30 = 0{,}3m_2 \implies m_2 = 100\). 7. Berechnung von \(m_1\): \(m_1 = 2 \cdot 100 = 200\). Die ursprünglich geplanten Massen betragen \(200\,\text{g}\) für die erste und \(100\,\text{g}\) für die zweite Legierung.

Antwort

Ursprünglich waren \(200\,\text{g}\) der ersten Legierung (\(60\,\%\)) und \(100\,\text{g}\) der zweiten Legierung (\(90\,\%\)) geplant.
4268728
Für ein chemisches Experiment sollen zwei Salzlösungen unterschiedlicher Konzentration gemischt werden. Lösung A hat eine Konzentration von \(a\,\%\) und Lösung B eine Konzentration von \(b\,\%\). Es sollen insgesamt \(M\) Gramm einer neuen Lösung mit der Zielkonzentration \(k\,\%\) hergestellt werden. Bestimme die benötigten Mengen \(x\) (in Gramm für Lösung A) und \(y\) (in Gramm für Lösung B) allgemein in Abhängigkeit von \(a\), \(b\), \(k\) und \(M\). Gehe davon aus, dass \(a > k > b\) gilt.

Denkanstöße

- Stelle zwei Gleichungen auf: eine für die Gesamtmasse der Mischung und eine für die Masse des darin enthaltenen reinen Salzes. - Wie hängen Prozentangaben und die absolute Menge des Stoffes zusammen? - Versuche, eine der Variablen in der zweiten Gleichung zu ersetzen, indem du die erste Gleichung nutzt. - Achte darauf, die Variablen \(a, b, k, M\) wie normale Zahlen zu behandeln, während du nach \(x\) und \(y\) auflöst.

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) ist die Masse von Lösung A in \(\text{g}\), \(y\) ist die Masse von Lösung B in \(\text{g}\). 2. Aufstellen des Systems: \(x + y = M\) (Gesamtmasse) und \(\frac{a}{100}x + \frac{b}{100}y = \frac{k}{100}M\) (Masse des reinen Salzes). 3. Vereinfachung der Salzgleichung durch Multiplikation mit 100: \(ax + by = kM\). 4. Ausdruck von \(y\) durch \(x\): \(y = M - x\). 5. Einsetzen in die Salzgleichung: \(ax + b \cdot (M - x) = kM\). 6. Auflösen nach \(x\): \(ax + bM - bx = kM \implies x \cdot (a - b) = M \cdot (k - b) \implies x = \frac{M \cdot (k - b)}{a - b}\). 7. Bestimmung von \(y\): \(y = M - \frac{M \cdot (k - b)}{a - b} = \frac{M \cdot (a - b) - M \cdot (k - b)}{a - b} = \frac{M \cdot (a - k)}{a - b}\).

Antwort

Die Menge der Lösung A ist \(x = \frac{M \cdot (k - b)}{a - b}\,\text{g}\) und die Menge der Lösung B ist \(y = \frac{M \cdot (a - k)}{a - b}\,\text{g}\).
4280668
Für ein Schulfest vergleichen Schüler zwei Angebote für eine Hüpfburg. Anbieter A verlangt eine Grundgebühr von \(40{,}00\,\text{€}\) und einen Stundenpreis von \(10{,}00\,\text{€}\). Anbieter B berechnet ebenfalls eine Grundgebühr und einen festen Stundenpreis, nennt diese aber nicht direkt. Bei einer Mietdauer von 4 Stunden kosten beide Anbieter gleich viel. Bei 8 Stunden wäre Anbieter B insgesamt um \(20{,}00\,\text{€}\) teurer als Anbieter A. Berechne die Grundgebühr und den Stundenpreis von Anbieter B. Erkläre außerdem, ab welcher Mietdauer Anbieter A günstiger ist.

Denkanstöße

- Stelle zunächst die Kostenfunktion von Anbieter A auf und eine allgemeine lineare Kostenfunktion für Anbieter B. - Welche zwei Gleichungen folgen aus den Angaben für 4 und 8 Stunden? - Vergleiche nach der Bestimmung von Anbieter B beide Kostenfunktionen für die Frage „günstiger als“.

Lösung

1. Für Anbieter A gilt \(K_A(t)=10t+40\). Für Anbieter B setze \(K_B(t)=mt+b\). 2. Aus den beiden Angaben folgt \(\begin{cases}4m+b=80\\8m+b=140\end{cases}\). 3. Subtraktion der ersten Gleichung von der zweiten ergibt \(4m=60\), also \(m=15\). Mit der ersten Gleichung folgt \(b=20\). 4. Anbieter A ist günstiger, wenn \(10t+40<15t+20\). Daraus folgt \(t>4\).

Antwort

Anbieter B hat eine Grundgebühr von \(20{,}00\,\text{€}\) und einen Stundenpreis von \(15{,}00\,\text{€}\). Anbieter A ist bei einer Mietdauer von mehr als 4 Stunden günstiger.
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In einem Chemielabor werden zwei Flüssigkeiten kombiniert. Mischt man jeweils \(100\,\text{g}\) der ersten und der zweiten Flüssigkeit, so nimmt das Gemisch ein Gesamtvolumen von \(150\,\text{cm}^3\) ein. Verwendet man stattdessen \(120\,\text{g}\) der ersten Flüssigkeit und \(40\,\text{g}\) der zweiten Flüssigkeit, beträgt das Volumen des Gemischs \(100\,\text{cm}^3\). Nimm an, dass sich die Volumina der beiden Flüssigkeiten beim Mischen addieren. Berechne die Dichten \(\rho_1\) und \(\rho_2\) der beiden reinen Flüssigkeiten in \(\text{g/cm}^3\).

Denkanstöße

- Welcher Zusammenhang verbindet Masse \(m\), Volumen \(V\) und Dichte \(\rho\)? - Schreibe für jede Mischung die Summe der beiden Teilvolumina auf. - In beiden Gleichungen kommen dieselben beiden Kehrwerte der Dichten vor. Wie kannst du diese Wiederholungen übersichtlicher behandeln?

Lösung

1. Unter der Annahme additiver Volumina gilt mit \(V=\frac{m}{\rho}\): I: \(\frac{100}{\rho_1}+\frac{100}{\rho_2}=150\) II: \(\frac{120}{\rho_1}+\frac{40}{\rho_2}=100\). 2. Setze \(u=\frac{1}{\rho_1}\) und \(v=\frac{1}{\rho_2}\): I: \(100u+100v=150\Rightarrow u+v=1{,}5\) II: \(120u+40v=100\Rightarrow3u+v=2{,}5\). 3. Subtraktion: \((3u+v)-(u+v)=2{,}5-1{,}5\Rightarrow2u=1\Rightarrow u=0{,}5\). 4. Dann gilt \(v=1\). 5. Rücksubstitution: \(\rho_1=\frac{1}{u}=2\) und \(\rho_2=\frac{1}{v}=1\). 6. Somit \(\rho_1=2\,\text{g/cm}^3\) und \(\rho_2=1\,\text{g/cm}^3\).

Antwort

Die Dichte der ersten Flüssigkeit beträgt \(2\,\text{g/cm}^3\), die der zweiten Flüssigkeit \(1\,\text{g/cm}^3\).

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