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

Negative Zahlen in Sachzusammenhängen

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4121695
In einer Winternacht sinkt die Temperatur in den Alpen auf \(-12\,^\circ\text{C}\). Am nächsten Mittag klettert das Thermometer auf einen Wert von \(7\,^\circ\text{C}\). Um wie viele Grad Celsius ist die Temperatur in diesem Zeitraum gestiegen?

Denkanstöße

- Stelle dir die Temperaturen auf einer Zahlengeraden vor. - Wie weit ist der Abstand von der negativen Zahl bis zur Null? - Wie weit ist der Abstand von der Null bis zur positiven Zahl? - Welche Rechenoperation hilft dir, den Unterschied zwischen zwei Werten zu bestimmen?

Lösung

1. Die Ausgangstemperatur liegt bei \(-12\,^\circ\text{C}\). 2. Die Zieltemperatur liegt bei \(+7\,^\circ\text{C}\). 3. Der Temperaturunterschied wird durch die Subtraktion des Anfangswertes vom Endwert berechnet: \(7 - (-12)\). 4. Berechnung des Ergebnisses: \(7 + 12 = 19\).

Antwort

Die Temperatur ist um \(19\,^\circ\text{C}\) gestiegen.
4180885
An einem Wintermorgen misst eine Wetterstation eine Temperatur von \(-9\,^\circ\text{C}\). Im Laufe des Vormittags steigt die Temperatur um \(14\,^\circ\text{C}\) an. Welche Temperatur wird nun angezeigt?

Denkanstöße

- Stelle dir ein Thermometer als senkrechte Zahlengerade vor. - Geht es bei einem Temperaturanstieg nach oben oder nach unten? - Überlege, wie viele Schritte du von der Minus-Temperatur bis zur Null gehen musst.

Lösung

1. Der Startwert wird als negative Zahl \(-9\) festgelegt. 2. Der Temperaturanstieg wird als Addition einer positiven Zahl gewertet: \(-9 + 14\). 3. Die Berechnung ergibt \(5\).

Antwort

\(5\,^\circ\text{C}\)
4225515
Schreibe die folgenden Kontobewegungen und Kontostände als Zahl mit dem passenden Vorzeichen (\(+\) oder \(-\)) auf: a) Eine Gutschrift von \(75\,\text{€}\). b) Eine Auszahlung von \(40\,\text{€}\). c) Ein Kontostand von \(12\,\text{€}\) im Plus. d) Schulden in Höhe von \(100\,\text{€}\).

Denkanstöße

- Überlege dir, ob das Geld zu deinem Besitz hinzukommt oder ob es weggeht. - Stell dir vor, wie sich dein Kontostand verändert: Wird der Wert größer oder kleiner? - Welches Vorzeichen nutzt man üblicherweise für etwas, das man besitzt, und welches für etwas, das man jemandem schuldet?

Lösung

1. Gutschriften erhöhen das Guthaben und werden daher mit einem Pluszeichen versehen: \(+75\,\text{€}\). 2. Auszahlungen verringern das Guthaben und werden mit einem Minuszeichen versehen: \(-40\,\text{€}\). 3. Ein Kontostand im Plus entspricht einer positiven Zahl: \(+12\,\text{€}\). 4. Schulden stellen einen negativen Kontostand dar und erhalten ein Minuszeichen: \(-100\,\text{€}\).

Antwort

a) \(+75\,\text{€}\) b) \(-40\,\text{€}\) c) \(+12\,\text{€}\) d) \(-100\,\text{€}\)
4225595
In einem Erdkunde-Quiz sollen verschiedene Höhenlagen und Temperaturen mithilfe von Vorzeichen notiert werden. Schreibe die folgenden Angaben als ganze Zahlen mit dem passenden Vorzeichen (\(+\) oder \(-\)): a) Die Wasseroberfläche des Toten Meeres liegt etwa \(430\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel. b) Die Zugspitze ist \(2962\,\text{m}\) hoch (über dem Meeresspiegel). c) Ein Forschungstauchboot befindet sich in einer Tiefe von \(250\,\text{m}\) unter der Meeresoberfläche. d) In einem Gefrierschrank herrscht eine Temperatur von \(18\) Grad Celsius unter dem Gefrierpunkt (\(0\,^\circ\text{C}\)).

Denkanstöße

- Überlege dir, welcher Wert als Nullpunkt (Basis) dient. - Wörter wie „unter“ oder „Tiefe“ deuten oft auf eine bestimmte Richtung auf der Zahlengeraden hin. - Wörter wie „hoch“ oder „über“ weisen in die entgegengesetzte Richtung.

Lösung

1. Festlegen der Bezugspunkte: „Unter dem Meeresspiegel“ oder „unter dem Gefrierpunkt“ wird mit einem Minuszeichen (\(-\)) gekennzeichnet. „Über dem Meeresspiegel“ wird mit einem Pluszeichen (\(+\)) gekennzeichnet. 2. Zuordnung für a): Da der Punkt unter dem Meeresspiegel liegt, ergibt sich \(-430\). 3. Zuordnung für b): Da der Berg über dem Meeresspiegel liegt, ergibt sich \(+2962\). 4. Zuordnung für c): Eine Tiefe unter der Oberfläche entspricht einem negativen Wert: \(-250\). 5. Zuordnung für d): Temperaturen unter dem Gefrierpunkt sind negativ: \(-18\).

Antwort

a) \(-430\) b) \(+2962\) c) \(-250\) d) \(-18\)
4225815
In einem Gebirge werden Höhenangaben oft im Vergleich zum Meeresspiegel gemacht. Wenn eine Angabe von \(-45\,\text{m}\) bedeutet, dass sich ein Punkt \(45\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel befindet, welche Bedeutung hat dann die Angabe \(+2962\,\text{m}\) (die Höhe der Zugspitze)? Erkläre zudem, welche Bedeutung der Wert \(0\,\text{m}\) in diesem Zusammenhang hat.

Denkanstöße

- Was könnte das Gegenteil von „unter dem Meeresspiegel“ sein? - Stelle dir eine vertikale Zahlengerade vor, die im Wasser steht. - Wo würde die Wasseroberfläche auf dieser Skala liegen?

Lösung

1. Identifikation der Bedeutung des Vorzeichens: Da negative Werte Tiefen unter dem Meeresspiegel beschreiben, stehen positive Werte für Höhen über dem Meeresspiegel. 2. Interpretation des Wertes \(+2962\,\text{m}\): Dies entspricht einer Höhe von \(2962\,\text{m}\) über dem Meeresspiegel. 3. Interpretation des Wertes \(0\,\text{m}\): Dieser Wert markiert den Bezugspunkt, also genau die Höhe des Meeresspiegels.

Antwort

Die Angabe \(+2962\,\text{m}\) bedeutet eine Höhe von \(2962\,\text{m}\) über dem Meeresspiegel. Der Wert \(0\,\text{m}\) entspricht genau der Höhe des Meeresspiegels.
4180685
Frau Meyer hat auf ihrem Bankkonto ein Guthaben von \(150\,\text{€}\). Auf ihrem aktuellen Kontoauszug sieht sie eine Lastschrift (Abbuchung) für ihren neuen Schreibtisch in Höhe von \(215\,\text{€}\). Erkläre, warum der neue Kontostand eine negative Zahl sein muss, und berechne ihn.

Denkanstöße

- Was passiert, wenn man mehr Geld ausgibt, als man besitzt? - Vergleiche die beiden Beträge: Welcher ist größer? - Wie berechnest du den neuen Kontostand?

Lösung

1. Da die Abbuchung (\(215\,\text{€}\)) größer ist als das vorhandene Guthaben (\(150\,\text{€}\)), wird das Konto überzogen. Das Ergebnis muss daher negativ sein. 2. Berechnung der Differenz: \(215 - 150 = 65\). 3. Berechnung des neuen Kontostands: \(150 - 215 = -65\). Der neue Kontostand beträgt \(-65\,\text{€}\).

Antwort

Der neue Kontostand ist negativ, da die Abbuchung das Guthaben übersteigt. Rechnung: \(150\,\text{€} - 215\,\text{€} = -65\,\text{€}\).
4180695
An einem Wintertag werden um 18:00 Uhr \(4\,^\circ\text{C}\) gemessen. Bis Mitternacht sinkt die Temperatur um \(7\,^\circ\text{C}\). In den frühen Morgenstunden sinkt sie um weitere \(2\,^\circ\text{C}\). Welche Temperatur zeigt das Thermometer am Morgen an?

Denkanstöße

- Überlege dir die Schritte auf einer Zahlengeraden. - In welche Richtung bewegst du dich auf der Zahlengeraden, wenn die Temperatur sinkt? - Rechne erst den ersten Temperaturabfall aus und nimm dieses Ergebnis als Startpunkt für den zweiten Abfall.

Lösung

1. Berechnung der Temperatur um Mitternacht: \(4 - 7 = -3\). Die Temperatur liegt bei \(-3\,^\circ\text{C}\). 2. Berechnung der Temperatur am Morgen durch weiteres Absinken: \(-3 - 2 = -5\). Das Thermometer zeigt am Morgen \(-5\,^\circ\text{C}\) an.

Antwort

\(-5\,^\circ\text{C}\)
4180895
Das Bankkonto von Herrn Weber weist einen Kontostand von \(-180\,\text{€}\) auf. Er zahlt am Schalter \(250\,\text{€}\) in bar auf sein Konto ein. Wie hoch ist der neue Kontostand?

Denkanstöße

- Ein negativer Kontostand bedeutet, dass man der Bank Geld schuldet. - Was passiert mit den Schulden, wenn man Geld einzahlt? - Bleibt am Ende ein Guthaben übrig oder ist das Konto noch im Minus?

Lösung

1. Der Schuldenbetrag wird als negativer Kontostand dargestellt: \(-180\,\text{€}\). 2. Die Einzahlung wird als positiver Wert addiert: \(-180 + 250\). 3. Das Ergebnis der Addition ist \(70\).

Antwort

\(70\,\text{€}\)
4180905
Ein Forschungs-U-Boot befindet sich in einer Tiefe von \(450\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel. Für eine Messung steigt es um \(185\,\text{m}\) nach oben. In welcher Tiefe befindet sich das U-Boot nach diesem Manöver?

Denkanstöße

- Verwende negative Zahlen für Positionen unter dem Meeresspiegel. - Wenn das U-Boot steigt, wird die Zahl auf der Zahlengeraden größer (weniger negativ). - Achte darauf, das Ergebnis wieder als Tiefe anzugeben.

Lösung

1. Die Tiefe unter dem Meeresspiegel wird als negative Zahl \(-450\) (in Metern) interpretiert. 2. Das Aufsteigen wird als Addition eines positiven Wertes gewertet: \(-450 + 185\). 3. Die Rechnung ergibt \(-265\). 4. Der negative Wert wird wieder als Tiefe unter dem Meeresspiegel formuliert: \(265\,\text{m}\).

Antwort

\(265\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel
4181185
Ein spezieller Kunststoff verliert bei einer Temperatur von \(-35\,^\circ\text{C}\) seine Elastizität und wird spröde. Durch eine veränderte Materialmischung wurde diese Grenze um \(12\) Grad angehoben. Bei welcher Temperatur wird der neue Kunststoff nun spröde?

Denkanstöße

- Stelle dir die Temperaturen auf einer Thermoskala oder einem Zahlenstrahl vor. - Bedeutet ein „Anheben“ der Temperatur, dass der Wert größer oder kleiner wird? - In welche Richtung musst du dich auf dem Zahlenstrahl bewegen, wenn die Temperatur steigt?

Lösung

1. Bestimmung des Ausgangswerts für die Sprödigkeit: \(-35\,^\circ\text{C}\). 2. Berücksichtigung der Änderung: Die Grenze wird um \(12\) Grad angehoben, was einer Addition von \(12\) entspricht. 3. Berechnung der neuen Temperatur: \(-35 + 12 = -23\). Die neue Grenztemperatur beträgt \(-23\,^\circ\text{C}\).

Antwort

Der neue Kunststoff wird bei \(-23\,^\circ\text{C}\) spröde.
4181195
Ein Bergsteiger beginnt seine Wanderung im Tal bei einer Temperatur von \(4\,^\circ\text{C}\). Während seines Aufstiegs zur Gipfelhütte sinkt die Temperatur kontinuierlich um insgesamt \(15\) Grad. Welche Temperatur misst der Bergsteiger, wenn er an der Hütte ankommt?

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, ob das Ergebnis im positiven oder im negativen Bereich liegen muss. - Du startest bei einer positiven Zahl und ziehst eine größere Zahl ab. Wo landest du auf dem Zahlenstrahl? - Eine Skizze eines Thermometers kann dir helfen, den Nullpunkt zu überschreiten.

Lösung

1. Festlegung der Starttemperatur: \(4\,^\circ\text{C}\). 2. Erfassung der Temperaturänderung: Ein Sinken um \(15\) Grad entspricht einer Subtraktion von \(15\). 3. Berechnung der Endtemperatur: \(4 - 15 = -11\). Die Temperatur an der Hütte beträgt \(-11\,^\circ\text{C}\).

Antwort

An der Hütte misst der Bergsteiger eine Temperatur von \(-11\,^\circ\text{C}\).
4182165
An einem Wintertag in den Alpen sinkt die Temperatur am Nachmittag um \(9\,^\circ\text{C}\). Am Abend zeigt das Thermometer eine Temperatur von \(-5\,^\circ\text{C}\) an. Wie hoch war die Temperatur, bevor es kälter wurde?

Denkanstöße

- Überlege dir, ob es vor dem Absinken der Temperatur wärmer oder kälter war als \(-5\,^\circ\text{C}\). - Kannst du die Situation an einer Zahlengeraden oder einem Thermometer skizzieren? - Wenn du vom Endwert aus rückwärts rechnest, musst du das Gegenteil der Temperaturänderung tun.

Lösung

1. Den Endzustand als negative Zahl identifizieren: \(-5\,^\circ\text{C}\). 2. Die Änderung berücksichtigen: Da die Temperatur gesunken ist, muss zur Berechnung des Ausgangswerts die Änderung addiert werden (Umkehroperation). 3. Rechnung: \(-5 + 9 = 4\). Der Ausgangswert betrug \(4\,^\circ\text{C}\).

Antwort

Die Temperatur betrug zuvor \(4\,^\circ\text{C}\).
4182535
Ein Forschungs-U-Boot befindet sich in einer Tiefe von \(85\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel. Es sinkt um weitere \(40\,\text{m}\) ab. Gib die neue Position des U-Boots als ganze Zahl an.

Denkanstöße

- Wenn der Meeresspiegel bei \(0\) liegt, wie bezeichnest du dann eine Tiefe unter Wasser? - Wenn das U-Boot noch tiefer sinkt, wird der Wert dann größer oder kleiner? - Überlege, ob sich das U-Boot weiter von der Wasseroberfläche entfernt oder ihr näher kommt.

Lösung

1. Festlegung der Startposition unter dem Meeresspiegel als negative Zahl: \(-85\). 2. Festlegung der Änderung durch weiteres Absinken: \(-40\). 3. Addition der negativen Beträge oder Subtraktion vom negativen Startwert: \(-85 - 40 = -125\). 4. Die neue Position ist \(-125\).

Antwort

Die Position ist \(-125\) (oder \(125\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel).
4184025
Ein Fahrstuhl in einem großen Kaufhaus fährt von einem Stockwerk aus zuerst \(5\) Etagen nach oben und anschließend \(8\) Etagen nach unten. Er befindet sich nun im Untergeschoss auf der Ebene \(-2\). In welchem Stockwerk ist der Fahrstuhl gestartet?

Denkanstöße

- Stelle dir die Stockwerke wie eine vertikale Zahlengerade vor. - In welche Richtung bewegt sich der Fahrstuhl bei „nach oben“ und „nach unten“? - Wenn du am Ziel ankommst, wie kommst du zum Startpunkt zurück?

Lösung

1. Bestimmung der gesamten Etagenänderung: \(+5 - 8 = -3\). Der Fahrstuhl ist insgesamt \(3\) Etagen tiefer als zu Beginn. 2. Rückwärtsrechnen vom Zielstockwerk \(-2\): Das Gegenteil von „\(3\) Etagen tiefer“ ist „\(3\) Etagen höher“. 3. Berechnung: \(-2 + 3 = 1\). 4. Alternativ schrittweise: Von \(-2\) aus \(8\) Etagen hoch ergibt Ebene \(6\). Von Ebene \(6\) aus \(5\) Etagen runter ergibt Ebene \(1\).

Antwort

Der Fahrstuhl ist im 1. Obergeschoss gestartet.
4184605
Tim spielt ein Computerspiel. Sein Punktestand ändert sich in einem Level mehrmals: Zuerst erhält er \(120\) Bonuspunkte, dann werden ihm \(250\) Punkte abgezogen. Schließlich bekommt er noch einmal \(40\) Punkte dazu. Am Ende des Levels hat er einen Punktestand von \(-30\). Wie viele Punkte hatte Tim zu Beginn des Levels?

Denkanstöße

- Kannst du die gesamte Änderung der Punkte berechnen? - Was passiert, wenn du vom Endergebnis aus Schritt für Schritt rückwärts rechnest? - Überlege dir, ob Tim am Anfang mehr oder weniger Punkte gehabt haben muss als am Ende.

Lösung

1. Berechnung der gesamten Änderung des Punktestandes: \(120 - 250 + 40 = -90\). 2. Aufstellen einer Gleichung für den Anfangswert \(x\): \(x - 90 = -30\). 3. Auflösen der Gleichung nach \(x\): \(x = -30 + 90 = 60\). Der anfängliche Punktestand betrug \(60\) Punkte.

Antwort

\(60\) Punkte
4185595
Ein Forschungsteam misst die Höhe verschiedener Punkte in einem tiefen Tal relativ zum Meeresspiegel. <table> <tr><td>Messpunkt</td><td>Höhe</td></tr> <tr><td>A (Gipfel)</td><td>\(+340\,\text{m}\)</td></tr> <tr><td>B (Alm)</td><td>\(+115\,\text{m}\)</td></tr> <tr><td>C (Dorf)</td><td>\(-25\,\text{m}\)</td></tr> <tr><td>D (Seeufer)</td><td>\(-142\,\text{m}\)</td></tr> <tr><td>E (Höhlengrund)</td><td>\(-205\,\text{m}\)</td></tr> </table> a) Berechne den Höhenunterschied zwischen dem Gipfel (A) und dem Dorf (C). b) Wie viele Höhenmeter liegen zwischen dem Seeufer (D) und dem Höhlengrund (E)? c) Bestimme den gesamten Höhenunterschied zwischen dem höchsten Punkt (A) und dem tiefsten Punkt (E).

Denkanstöße

- Stell dir die Messpunkte auf einer vertikalen Zahlengeraden vor. - Überlege dir bei jedem Paar, ob die Punkte auf verschiedenen Seiten der Null (Meeresspiegel) liegen oder auf derselben. - Wenn ein Punkt oberhalb und einer unterhalb der Null liegt, musst du ihre Abstände zur Null addieren. - Wenn beide Punkte unterhalb der Null liegen, musst du den Abstand zwischen ihnen finden.

Lösung

1. Berechnung des Unterschieds zwischen Messpunkt A (\(340\,\text{m}\)) und Messpunkt C (\(-25\,\text{m}\)): Die Entfernung auf der Zahlengeraden beträgt \(340 + 25 = 365\,\text{m}\). 2. Berechnung des Unterschieds zwischen Messpunkt D (\(-142\,\text{m}\)) und Messpunkt E (\(-205\,\text{m}\)): Da beide unter Null liegen, berechnet man die Differenz der Beträge: \(205 - 142 = 63\,\text{m}\). 3. Berechnung des maximalen Höhenunterschieds zwischen A (\(340\,\text{m}\)) und E (\(-205\,\text{m}\)): Der Abstand über die Null hinweg beträgt \(340 + 205 = 545\,\text{m}\).

Antwort

a) Der Höhenunterschied beträgt \(365\,\text{m}\). b) Zwischen dem Seeufer und dem Höhlengrund liegen \(63\,\text{m}\). c) Der gesamte Höhenunterschied beträgt \(545\,\text{m}\).
4187165
In einer Wetterstation in der Arktis wird am frühen Morgen eine Außentemperatur von \(-46\,^\circ\text{C}\) gemessen. Bis zum Mittag klettert das Thermometer auf einen Wert von \(-19\,^\circ\text{C}\). Um wie viele Grad Celsius hat sich die Luft in diesem Zeitraum erwärmt?

Denkanstöße

- Stell dir die Temperaturen auf einer vertikalen Zahlengeraden wie bei einem Thermometer vor. - Überlege, ob die Temperatur gestiegen oder gefallen ist. - Wie berechnet man den Abstand zwischen zwei Werten auf der Zahlengeraden?

Lösung

1. Bestimmung der Differenz zwischen dem Endwert und dem Anfangswert: \(-19\,^\circ\text{C} - (-46\,^\circ\text{C})\) 2. Anwendung der Rechenregel für die Subtraktion negativer Zahlen: \(-19 + 46 = 27\) 3. Die Erwärmung beträgt somit \(27\,^\circ\text{C}\).

Antwort

Die Luft hat sich um \(27\,^\circ\text{C}\) erwärmt.
4225525
In der Erdkunde misst man Höhen im Vergleich zum Meeresspiegel. Der Meeresspiegel hat die Höhe \(0\,\text{m}\). a) Ein U-Boot befindet sich \(250\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel. Notiere die Position als ganze Zahl. b) Ein Bergsteiger steht auf einem Gipfel \(1850\,\text{m}\) über dem Meeresspiegel. Notiere die Höhe als ganze Zahl. c) Ein Taucher ist bei \(-15\,\text{m}\) und sinkt um weitere \(10\,\text{m}\) ab. Gib seine neue Position als ganze Zahl an. d) Wie viele Meter Höhenunterschied liegen zwischen einer Möwe bei \(+12\,\text{m}\) und einem Fisch bei \(-8\,\text{m}\)?

Denkanstöße

- Was bedeutet „unter“ dem Nullpunkt für das Vorzeichen einer Zahl? - Stell dir eine senkrechte Zahlengerade vor, bei der die Null die Wasseroberfläche ist. - Wenn du schon unter Wasser bist und noch tiefer tauchst, wird die Zahl dann größer oder kleiner? - Um den Abstand zwischen zwei Punkten auf verschiedenen Seiten der Null zu finden, kannst du die Abstände beider Punkte zur Null addieren.

Lösung

1. Positionen unter dem Meeresspiegel werden als negative Zahlen dargestellt: \(-250\). 2. Höhen über dem Meeresspiegel werden als positive Zahlen dargestellt: \(+1850\). 3. Das Absinken von \(-15\) um weitere \(10\) Einheiten führt tiefer in den negativen Bereich: \(-15 - 10 = -25\). 4. Der Höhenunterschied berechnet sich aus dem Abstand zur Null: \(12\) Meter oberhalb plus \(8\) Meter unterhalb ergeben insgesamt \(12 + 8 = 20\,\text{m}\).

Antwort

a) \(-250\) b) \(+1850\) c) \(-25\) d) \(20\,\text{m}\)
4225605
Frau Müller prüft ihre Kontobewegungen. Zu Beginn der Woche hat sie ein Guthaben von \(85\,\text{€}\) auf ihrem Konto. Im Laufe der Woche passieren folgende Dinge: 1. Sie kauft Lebensmittel für \(120\,\text{€}\) ein. Dieser Betrag wird von ihrem Konto abgebucht. 2. Sie erhält eine Gutschrift von \(50\,\text{€}\) (Einzahlung). 3. Sie bezahlt eine Rechnung über \(30\,\text{€}\) per Überweisung. Berechne den Kontostand nach jeder dieser drei Buchungen und gib das Endergebnis als ganze Zahl an. Was bedeutet das Vorzeichen des Endergebnisses für Frau Müller?

Denkanstöße

- Stelle dir das Konto wie eine Leiter vor: Einzahlungen führen nach oben, Auszahlungen nach unten. - Was passiert, wenn man mehr ausgibt, als man am Anfang hatte? - Ein Guthaben wird mathematisch meist mit einem Pluszeichen versehen, Schulden mit einem Minuszeichen.

Lösung

1. Startwert festlegen: \(+85\,\text{€}\). 2. Erste Buchung (Abbuchung): \(85 - 120 = -35\). Der neue Kontostand ist \(-35\,\text{€}\). 3. Zweite Buchung (Gutschrift): \(-35 + 50 = 15\). Der neue Kontostand ist \(+15\,\text{€}\). 4. Dritte Buchung (Zahlung): \(15 - 30 = -15\). Der endgültige Kontostand ist \(-15\,\text{€}\). 5. Interpretation: Das Minuszeichen bedeutet, dass Frau Müller kein Guthaben mehr hat, sondern der Bank \(15\,\text{€}\) schuldet (das Konto ist „im Minus“).

Antwort

Der Kontostand nach der ersten Buchung ist \(-35\,\text{€}\), nach der zweiten \(+15\,\text{€}\) und am Ende \(-15\,\text{€}\). Das negative Vorzeichen bedeutet, dass sie Schulden bei der Bank hat.
4225675
In der Mathematik werden positive und negative Zahlen genutzt, um gegensätzliche Zustände oder Änderungen zu beschreiben. Erkläre die Bedeutung der folgenden Angaben im jeweiligen Sachzusammenhang: 1. Ein Bankkonto weist einen Stand von \(-150\,\text{€}\) auf. 2. Die Bilanz eines Geschäfts beträgt \(-40\,\text{€}\). 3. Ein Taucher befindet sich auf einer Höhe von \(-25\,\text{m}\) (bezogen auf den Meeresspiegel). 4. Die Temperatur ändert sich um \(-8\,^\circ\text{C}\).

Denkanstöße

- Überlege dir, was das Gegenteil von „Guthaben“, „Gewinn“, „über dem Meeresspiegel“ oder „wärmer werden“ ist. - Was bedeutet die Zahl Null in den jeweiligen Beispielen? - Stelle dir ein Thermometer oder ein Konto vor, um die Richtung der Änderung zu bestimmen.

Lösung

1. Ein negativer Kontostand bedeutet, dass das Konto im Minus ist bzw. Schulden in Höhe von \(150\,\text{€}\) bestehen. 2. Eine negative Bilanz ist als Verlust zu interpretieren. Bei dem Geschäft wurde ein Verlust von \(40\,\text{€}\) gemacht. 3. Eine negative Höhe bezogen auf den Meeresspiegel bedeutet, dass sich der Taucher \(25\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel befindet. 4. Eine negative Änderung der Temperatur bedeutet, dass die Temperatur gesunken ist. Sie ist um \(8\,^\circ\text{C}\) gefallen.

Antwort

1. Das Konto ist mit \(150\,\text{€}\) im Minus (Schulden). 2. Es wurde ein Verlust von \(40\,\text{€}\) gemacht. 3. Der Taucher ist \(25\,\text{m}\) tief unter Wasser (unter dem Meeresspiegel). 4. Die Temperatur ist um \(8\,^\circ\text{C}\) gesunken.
4225685
In einem großen Parkhaus werden die Etagen mit ganzen Zahlen beschriftet. Das Erdgeschoss wird als Etage \(0\) bezeichnet. a) Ein Auto parkt auf der Etage \(-3\). Beschreibe, wo sich das Auto befindet. b) Eine Besucherin parkt auf der Etage \(-1\) und fährt mit dem Aufzug um \(+4\) Etagen. In welchem Stockwerk steigt sie aus? c) Später möchte sie von dieser Etage direkt zum 2. Untergeschoss fahren. Beschreibe diese Fahrt durch eine Zahl mit Vorzeichen.

Denkanstöße

- Stelle dir die Etagen wie eine senkrechte Zahlengerade vor. Wo liegen die negativen Zahlen? - „Nach oben fahren“ entspricht einer Addition (positives Vorzeichen), „nach unten fahren“ einer Subtraktion (negatives Vorzeichen). - Wie viele Schritte musst du von der dritten Etage nach unten gehen, um bei Null und dann bei \(-2\) zu landen?

Lösung

1. Die Etage \(-3\) entspricht dem 3. Untergeschoss (\(3\) Stockwerke unter dem Erdgeschoss). 2. Die Rechnung lautet \(-1 + 4 = 3\). Sie steigt in der 3. Etage aus. 3. Das 2. Untergeschoss entspricht der Zahl \(-2\). Die Fahrt geht von Etage \(3\) zu Etage \(-2\). Die Differenz ist \(-2 - 3 = -5\). Die Fahrt wird als \(-5\) beschrieben.

Antwort

a) Das Auto steht im 3. Untergeschoss. b) Sie steigt in der 3. Etage aus. c) Die Fahrt wird als \(-5\) beschrieben (sie fährt \(5\) Etagen nach unten).
4225775
In einem Gewächshaus soll die Temperatur idealerweise konstant bei \(20\,^\circ\text{C}\) liegen. Ein Gärtner misst an vier verschiedenen Tagen die folgenden Werte: Montag: \(23\,^\circ\text{C}\) Dienstag: \(19\,^\circ\text{C}\) Mittwoch: \(20\,^\circ\text{C}\) Donnerstag: \(17\,^\circ\text{C}\) Gib für jeden Tag die Abweichung von der Idealtemperatur mithilfe von positiven Zahlen (für zu warm) und negativen Zahlen (für zu kalt) an.

Denkanstöße

- Was passiert, wenn du die gemessene Temperatur minus die Zieltemperatur rechnest? - Welches Vorzeichen nutzt man für Werte, die unter dem Zielwert liegen? - Überlege, was ein Unterschied von Null bedeutet.

Lösung

1. Berechnung der Abweichung für Montag: \(23\,^\circ\text{C} - 20\,^\circ\text{C} = +3\,^\circ\text{C}\). 2. Berechnung der Abweichung für Dienstag: \(19\,^\circ\text{C} - 20\,^\circ\text{C} = -1\,^\circ\text{C}\). 3. Berechnung der Abweichung für Mittwoch: \(20\,^\circ\text{C} - 20\,^\circ\text{C} = 0\,^\circ\text{C}\). 4. Berechnung der Abweichung für Donnerstag: \(17\,^\circ\text{C} - 20\,^\circ\text{C} = -3\,^\circ\text{C}\).

Antwort

Montag: \(+3\,^\circ\text{C}\); Dienstag: \(-1\,^\circ\text{C}\); Mittwoch: \(0\,^\circ\text{C}\); Donnerstag: \(-3\,^\circ\text{C}\).
4225825
Bei einem Quizspiel werden Punkte für richtige Antworten gutgeschrieben und für falsche Antworten abgezogen. Ein Punktestand von \(-10\) bedeutet, dass ein Spieler \(10\) Punkte im Minus ist. a) Was bedeutet ein Punktestand von \(+25\)? b) Eine Spielerin hat einen Punktestand von \(-5\). Sie beantwortet eine Frage richtig und bekommt \(5\) Punkte gutgeschrieben. Welchen Punktestand hat sie jetzt und was bedeutet dieses Ergebnis?

Denkanstöße

- Wenn ein Minus einen Rückstand bedeutet, was bedeutet dann ein Plus? - Was passiert mit deinem Kontostand, wenn du Schulden hast und genau denselben Betrag geschenkt bekommst? - Kannst du dir die Punkte auf einer Zahlengeraden vorstellen?

Lösung

1. Bestimmung der Bedeutung des positiven Vorzeichens: Da \(-10\) ein Defizit (Minus) beschreibt, beschreibt \(+25\) ein Guthaben bzw. einen Vorsprung von \(25\) Punkten. 2. Berechnung des neuen Punktestands für Teilaufgabe b): Startwert \(-5\) erhöht um \(5\) ergibt \(-5 + 5 = 0\). 3. Interpretation des Ergebnisses \(0\): Der Punktestand ist ausgeglichen, es liegen weder Plus- noch Minuspunkte vor.

Antwort

a) Ein Punktestand von \(+25\) bedeutet, dass man \(25\) Punkte im Plus ist (Guthaben). b) Sie hat jetzt einen Punktestand von \(0\). Das bedeutet, ihr Punktekonto ist genau ausgeglichen (weder im Plus noch im Minus).
4226175
An einer Wetterstation werden Temperaturänderungen über den Tag dokumentiert. Berechne für die folgenden drei Tage die jeweilige Endtemperatur am Abend: 1. Am Montag startet das Thermometer morgens bei \(5\,^\circ\text{C}\). Bis zum Mittag steigt die Temperatur um \(8\,^\circ\text{C}\), bis zum Abend sinkt sie wieder um \(10\,^\circ\text{C}\). 2. Am Dienstag startet die Temperatur bei \(-3\,^\circ\text{C}\). Zuerst steigt sie um \(6\,^\circ\text{C}\), danach sinkt sie um \(7\,^\circ\text{C}\). 3. Am Mittwoch beträgt die Starttemperatur \(-1\,^\circ\text{C}\). Zuerst sinkt sie um \(4\,^\circ\text{C}\) und steigt dann um genau \(5\,^\circ\text{C}\) an.

Denkanstöße

- Stelle dir die Temperaturen auf einer senkrechten Zahlengeraden (einem Thermometer) vor. - Überlege dir für jede Änderung, ob du auf der Zahlengeraden nach oben oder nach unten wandern musst. - Rechne Schritt für Schritt von der Starttemperatur aus.

Lösung

1. Berechnung der ersten Änderung: \(5 + 8 = 13\). Verrechnung der zweiten Änderung: \(13 - 10 = 3\). Die Endtemperatur beträgt \(3\,^\circ\text{C}\). 2. Berechnung der ersten Änderung: \(-3 + 6 = 3\). Verrechnung der zweiten Änderung: \(3 - 7 = -4\). Die Endtemperatur beträgt \(-4\,^\circ\text{C}\). 3. Berechnung der ersten Änderung: \(-1 - 4 = -5\). Verrechnung der zweiten Änderung: \(-5 + 5 = 0\). Die Endtemperatur beträgt \(0\,^\circ\text{C}\).

Antwort

1. \(3\,^\circ\text{C}\) 2. \(-4\,^\circ\text{C}\) 3. \(0\,^\circ\text{C}\)
4226415
An einer Wetterstation im Hochgebirge werden die Temperaturen zu verschiedenen Tageszeiten gemessen. Die Änderung der Temperatur berechnet man, indem man den Startwert vom Endwert abzieht. Trage die Temperaturänderungen als positive oder negative Zahlen (oder Null) in die Tabelle ein. <table> <thead> <tr> <th>Wochentag</th> <th>Temperatur am Morgen</th> <th>Temperatur am Mittag</th> <th>Temperaturänderung</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>Montag</td> <td>\(+2\,^\circ\text{C}\)</td> <td>\(-3\,^\circ\text{C}\)</td> <td></td> </tr> <tr> <td>Dienstag</td> <td>\(-5\,^\circ\text{C}\)</td> <td>\(+1\,^\circ\text{C}\)</td> <td></td> </tr> <tr> <td>Mittwoch</td> <td>\(-4\,^\circ\text{C}\)</td> <td>\(-4\,^\circ\text{C}\)</td> <td></td> </tr> <tr> <td>Donnerstag</td> <td>\(0\,^\circ\text{C}\)</td> <td>\(-6\,^\circ\text{C}\)</td> <td></td> </tr> </tbody> </table>

Denkanstöße

- Überlege dir: Ist es wärmer oder kälter geworden? - Ein Sinken der Temperatur wird mit einem Minuszeichen dargestellt. - Ein Steigen der Temperatur wird mit einem Pluszeichen dargestellt. - Wenn die Temperatur gleich bleibt, ist die Änderung Null.

Lösung

Die Temperaturänderung wird berechnet durch: \(\text{Temperatur am Mittag} - \text{Temperatur am Morgen}\). 1. Montag: \(-3 - 2 = -5\). Die Temperatur ist um \(5\,^\circ\text{C}\) gesunken. 2. Dienstag: \(1 - (-5) = +6\). Die Temperatur ist um \(6\,^\circ\text{C}\) gestiegen. 3. Mittwoch: \(-4 - (-4) = 0\). Die Temperatur ist gleich geblieben. 4. Donnerstag: \(-6 - 0 = -6\). Die Temperatur ist um \(6\,^\circ\text{C}\) gesunken.

Antwort

Montag: \(-5\,^\circ\text{C}\); Dienstag: \(+6\,^\circ\text{C}\); Mittwoch: \(0\,^\circ\text{C}\); Donnerstag: \(-6\,^\circ\text{C}\).
4226475
An einem kalten Wintertag in den Alpen werden verschiedene Temperaturen gemessen. Um 6:00 Uhr morgens beträgt die Temperatur \(-6\,^\circ\text{C}\). a) Bis zum Mittag steigt die Temperatur um \(11\,^\circ\text{C}\). Welche Temperatur zeigt das Thermometer am Mittag an? b) Bis zum späten Abend sinkt die Temperatur wieder um \(8\,^\circ\text{C}\) im Vergleich zum Mittagswert. Wie hoch ist die Temperatur am Abend? c) Berechne den Unterschied zwischen der höchsten und der niedrigsten Temperatur, die an diesem Tag (morgens, mittags und abends) gemessen wurde.

Denkanstöße

- Stelle dir ein Thermometer wie eine senkrechte Zahlengerade vor. - Was bedeutet „steigen“ und „sinken“ mathematisch für das Vorzeichen? - Wie berechnet man den Abstand zwischen zwei Werten auf der Zahlengeraden? - Überlege genau, welcher der drei Werte der kleinste und welcher der größte ist.

Lösung

1. Berechnung der Mittagstemperatur durch Addition des Anstiegs zum Startwert: \(-6 + 11 = 5\). Die Temperatur am Mittag beträgt \(5\,^\circ\text{C}\). 2. Berechnung der Abendtemperatur durch Subtraktion des Abfalls vom Mittagswert: \(5 - 8 = -3\). Die Temperatur am Abend beträgt \(-3\,^\circ\text{C}\). 3. Bestimmung der Extremwerte: Die höchste Temperatur ist \(5\,^\circ\text{C}\) (mittags), die niedrigste ist \(-6\,^\circ\text{C}\) (morgens). 4. Berechnung der Differenz: \(5 - (-6) = 11\). Der Temperaturunterschied beträgt \(11\,^\circ\text{C}\).

Antwort

a) Die Temperatur am Mittag beträgt \(5\,^\circ\text{C}\). b) Die Temperatur am Abend beträgt \(-3\,^\circ\text{C}\). c) Der Unterschied zwischen der höchsten und der niedrigsten Temperatur beträgt \(11\,^\circ\text{C}\).
4321835
An einer Wetterstation in den Alpen wurde an einem kalten Januartag der Temperaturverlauf über einen Zeitraum von 24 Stunden aufgezeichnet. Der folgende Graph zeigt die Temperatur (in \(\text{°C}\)) in Abhängigkeit von der Uhrzeit (in Stunden seit Mitternacht). a) Lies die Temperatur zu den folgenden Uhrzeiten aus dem Graphen ab: - Um 2:00 Uhr nachts: \(\dots\,\text{°C}\) - Um 14:00 Uhr: \(\dots\,\text{°C}\) b) Berechne den Temperaturunterschied zwischen diesen beiden Uhrzeiten. Um wie viel Grad Celsius ist die Temperatur von 2:00 Uhr bis 14:00 Uhr gestiegen? c) Zu welchen Uhrzeiten betrug die Temperatur genau \(-8\,\text{°C}\)?
Abbildung zur Aufgabe 432183

Denkanstöße

- Lies die Werte auf der waagerechten Achse (Uhrzeit) ab und folge der Gitterlinie, um den zugehörigen Wert auf der senkrechten Achse (Temperatur) zu finden. - Achte bei der Berechnung des Temperaturunterschieds gut auf die Vorzeichen der beiden Werte. - Wenn du wissen möchtest, um wie viel Grad die Temperatur gestiegen ist, ziehst du die Starttemperatur von der Endtemperatur ab. Denke dabei an die Rechenregeln für negative Zahlen. - Suche für die letzte Teilaufgabe den Wert \(-8\) auf der senkrechten Achse und schaue, welche Punkte des Graphen genau auf dieser Höhe liegen.

Lösung

1. **Teilaufgabe a):** - Um die Temperatur um 2:00 Uhr zu bestimmen, suchen wir auf der waagerechten Achse den Wert \(2\). Der zugehörige Punkt auf dem roten Graphen liegt auf der Höhe \(y = -12\). Die Temperatur betrug somit \(-12\,\text{°C}\). - Um die Temperatur um 14:00 Uhr zu bestimmen, suchen wir auf der waagerechten Achse den Wert \(14\). Der zugehörige Punkt auf dem Graphen liegt auf der Höhe \(y = -4\). Die Temperatur betrug somit \(-4\,\text{°C}\). 2. **Teilaufgabe b):** - Der Temperaturanstieg wird berechnet, indem wir die Anfangstemperatur von der Endtemperatur abziehen: \(-4\,\text{°C} - (-12\,\text{°C}) = -4\,\text{°C} + 12\,\text{°C} = 8\,\text{°C}\). - Die Temperatur ist demnach um \(8\,\text{°C}\) gestiegen. 3. **Teilaufgabe c):** - Wir suchen auf der senkrechten Achse den Wert \(-8\,\text{°C}\) und ermitteln die Stellen, an denen der Graph genau diese Höhe schneidet. - Dies ist bei \(8\) Stunden (8:00 Uhr) und bei \(20\) Stunden (20:00 Uhr) der Fall.

Antwort

a) Um 2:00 Uhr: \(-12\,\text{°C}\); um 14:00 Uhr: \(-4\,\text{°C}\) b) Die Temperatur ist um \(8\,\text{°C}\) gestiegen. c) Um 8:00 Uhr und um 20:00 Uhr.
4180705
Ein Forschungstauchboot befindet sich in einer Tiefe von \(120\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel (\(-120\,\text{m}\)). Für eine Messung sinkt es zunächst um weitere \(150\,\text{m}\) ab. Danach steigt es wieder um \(40\,\text{m}\) nach oben. In welcher Tiefe (bezogen auf den Meeresspiegel) befindet sich das Tauchboot nach diesen Manövern?

Denkanstöße

- Stelle dir den Meeresspiegel als die Zahl \(0\) vor. - Was bedeutet „absinken“ und „aufsteigen“ für das Vorzeichen der Zahl? - Kannst du die Aufgabe in zwei Rechenschritte unterteilen?

Lösung

1. Bestimmung der Tiefe nach dem Absinken: \(-120 - 150 = -270\). Das Boot ist nun \(270\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel. 2. Bestimmung der Tiefe nach dem Aufstieg: \(-270 + 40 = -230\). Das Tauchboot befindet sich in einer Tiefe von \(230\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel, also bei \(-230\,\text{m}\).

Antwort

Das Tauchboot befindet sich in einer Tiefe von \(230\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel (Position: \(-230\,\text{m}\)).
4181205
In einem Logistikzentrum für Tiefkühlkost gibt es verschiedene Lagerzonen. In Zone A herrscht eine Temperatur von \(-18\,^\circ\text{C}\). Zone B ist speziell für hochempfindliche Waren ausgelegt und ist um \(7\) Grad kälter als Zone A. Zone C hingegen ist um \(12\) Grad wärmer als Zone B. Welche Temperaturen herrschen jeweils in den Zonen B und C?

Denkanstöße

- Löse die Aufgabe Schritt für Schritt und bestimme zuerst die Temperatur für Zone B. - Was bedeuten die Begriffe „kälter“ und „wärmer“ mathematisch für deine Rechnung? - Achte darauf, welches Vorzeichen dein jeweiliges Zwischenergebnis hat, bevor du den nächsten Schritt rechnest.

Lösung

1. Berechnung der Temperatur in Zone B: Da sie \(7\) Grad kälter als Zone A (\(-18\,^\circ\text{C}\)) ist, rechnet man \(-18 - 7 = -25\). Die Temperatur in Zone B beträgt \(-25\,^\circ\text{C}\). 2. Berechnung der Temperatur in Zone C: Da sie \(12\) Grad wärmer als Zone B (\(-25\,^\circ\text{C}\)) ist, rechnet man \(-25 + 12 = -13\). Die Temperatur in Zone C beträgt \(-13\,^\circ\text{C}\).

Antwort

In Zone B herrscht eine Temperatur von \(-25\,^\circ\text{C}\) und in Zone C eine Temperatur von \(-13\,^\circ\text{C}\).
4182175
Herr Weber prüft seine Bank-App. Er sieht eine Gutschrift über \(125\,\text{€}\). Sein aktueller Kontostand wird nun mit \(-240\,\text{€}\) angegeben. Wie hoch war sein Kontostand unmittelbar vor dieser Gutschrift?

Denkanstöße

- Was bewirkt eine Gutschrift auf einem Konto? - Welche Umkehroperation macht die Gutschrift rückgängig? - Achte darauf, dass der aktuelle Kontostand bereits negativ ist.

Lösung

1. Der aktuelle Kontostand beträgt \(-240\,\text{€}\). 2. Da die Gutschrift den Kontostand erhöht hat, wird sie zur Ermittlung des vorherigen Kontostands wieder abgezogen. 3. Rechnung: \(-240 - 125 = -365\). Der vorherige Kontostand betrug \(-365\,\text{€}\).

Antwort

Der Kontostand vor der Gutschrift betrug \(-365\,\text{€}\).
4182185
Ein ferngesteuerter Tauchroboter sinkt von seiner aktuellen Position um weitere \(150\,\text{m}\) ab. Er befindet sich danach in einer Tiefe von \(620\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel (angegeben als \(-620\,\text{m}\)). Welche Position hatte der Roboter vor diesem Manöver?

Denkanstöße

- Stelle dir den Meeresspiegel als die Zahl \(0\) vor. Alles darunter ist negativ. - Wenn der Roboter tiefer sinkt, wird die Zahl auf der Skala kleiner (negativer). - Um die alte Position zu finden, musst du die \(150\,\text{m}\) wieder „nach oben“ gehen.

Lösung

1. Die neue Position notieren: \(-620\,\text{m}\). 2. Die Bewegung umkehren: Der Roboter ist gesunken (\(-150\,\text{m}\)), also muss man für die vorherige Position \(150\,\text{m}\) nach oben rechnen. 3. Rechnung: \(-620 + 150 = -470\). Die ursprüngliche Position war \(-470\,\text{m}\).

Antwort

Der Roboter befand sich zuvor auf einer Position von \(-470\,\text{m}\) (bzw. \(470\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel).
4182745
Frau Meyers Girokonto wies gestern einen Stand von \(-45\,\text{€}\) auf. Heute wurden zwei weitere Beträge von ihrem Konto abgebucht: eine Rechnung über \(30\,\text{€}\) und Paketkosten in Höhe von \(25\,\text{€}\). Wie hoch ist ihr aktueller Kontostand?

Denkanstöße

- Überlege, ob Abbuchungen den Kontostand erhöhen oder verringern. - Stelle dir den Kontostand auf einer Zahlengeraden vor. In welche Richtung bewegst du dich bei einer Abbuchung? - Rechne die beiden Abbuchungen nacheinander ein.

Lösung

1. Kontostand nach der ersten Abbuchung: \(-45 - 30 = -75\). 2. Kontostand nach der zweiten Abbuchung: \(-75 - 25 = -100\).

Antwort

Der aktuelle Kontostand beträgt \(-100\,\text{€}\).
4183025
An einem kalten Januartag werden an zwei verschiedenen Orten in den Alpen die Temperaturen gemessen. An der Bergstation zeigt das Thermometer mittags \(-11\,^\circ\text{C}\) und nachts \(-24\,^\circ\text{C}\). Im Tal misst man zur Mittagszeit \(4\,^\circ\text{C}\), während die Temperatur in der Nacht auf \(-6\,^\circ\text{C}\) sinkt. a) Berechne für beide Orte, um wie viele Grad Celsius die Temperatur von der Mittagszeit bis zur Nacht gesunken ist. b) Bestimme den Temperaturunterschied zwischen der Bergstation und dem Tal für den Mittag und für die Nacht.

Denkanstöße

- Stelle dir die Temperaturen auf einer senkrechten Zahlengeraden (wie einem Thermometer) vor. - Der Unterschied zwischen zwei Werten ist der Abstand zwischen ihnen auf dieser Skala. - Achte darauf, ob sich beide Werte im negativen Bereich befinden oder ob ein Wert positiv und der andere negativ ist. - Um zu berechnen, wie weit eine Temperatur sinkt, subtrahierst du den kleineren Wert vom größeren Wert.

Lösung

1. Berechnung des Temperaturabfalls an der Bergstation: Die Differenz zwischen \(-11\,^\circ\text{C}\) und \(-24\,^\circ\text{C}\) beträgt \(13\,^\circ\text{C}\). 2. Berechnung des Temperaturabfalls im Tal: Von \(4\,^\circ\text{C}\) bis \(0\,^\circ\text{C}\) sind es \(4\) Grad und von \(0\,^\circ\text{C}\) bis \(-6\,^\circ\text{C}\) weitere \(6\) Grad, insgesamt also \(10\,^\circ\text{C}\). 3. Unterschied der Mittagstemperaturen: Der Abstand zwischen \(4\,^\circ\text{C}\) und \(-11\,^\circ\text{C}\) auf der Zahlengeraden beträgt \(4 - (-11) = 15\,^\circ\text{C}\). 4. Unterschied der Nachttemperaturen: Der Abstand zwischen \(-6\,^\circ\text{C}\) und \(-24\,^\circ\text{C}\) beträgt \(-6 - (-24) = 18\,^\circ\text{C}\).

Antwort

a) Bergstation: \(13\,^\circ\text{C}\); Tal: \(10\,^\circ\text{C}\) b) Mittags: \(15\,^\circ\text{C}\); nachts: \(18\,^\circ\text{C}\)
4183045
In einem Labor werden verschiedene Kühlzonen für Experimente genutzt. Die Umgebungstemperatur im Labor beträgt \(22\,^\circ\text{C}\). Im Kühlschrank herrscht eine Temperatur von \(4\,^\circ\text{C}\), im Gefrierschrank sind es \(-18\,^\circ\text{C}\) und in einer Spezialbox mit Trockeneis beträgt die Temperatur \(-78\,^\circ\text{C}\). a) Bestimme den Temperaturunterschied zwischen der Laborumgebung und dem Gefrierschrank. b) Um wie viele Grad Celsius ist die Spezialbox kälter als der normale Kühlschrank? c) Vergleiche den Temperaturunterschied zwischen Kühlschrank und Gefrierschrank mit dem Unterschied zwischen Gefrierschrank und Spezialbox. Welcher Unterschied ist größer?

Denkanstöße

- Berechne für jeden Vergleich den Abstand der beiden Werte auf der Thermometerskala. - „Kälter als“ bedeutet, dass du den Abstand zwischen einem höheren (wärmeren) und einem tieferen (kälteren) Wert suchst. - Für den Vergleich in Teilaufgabe c) musst du zwei separate Differenzen berechnen und deren Ergebnisse gegenüberstellen.

Lösung

1. Unterschied Labor (\(22\,^\circ\text{C}\)) und Gefrierschrank (\(-18\,^\circ\text{C}\)): \(22 - (-18) = 40\,^\circ\text{C}\). 2. Unterschied Spezialbox (\(-78\,^\circ\text{C}\)) und Kühlschrank (\(4\,^\circ\text{C}\)): \(4 - (-78) = 82\,^\circ\text{C}\). 3. Vergleich der Abstände: - Kühlschrank (\(4\,^\circ\text{C}\)) zu Gefrierschrank (\(-18\,^\circ\text{C}\)): \(4 - (-18) = 22\,^\circ\text{C}\). - Gefrierschrank (\(-18\,^\circ\text{C}\)) zu Spezialbox (\(-78\,^\circ\text{C}\)): \(-18 - (-78) = 60\,^\circ\text{C}\). 4. Der Unterschied zwischen Gefrierschrank und Spezialbox (\(60\,^\circ\text{C}\)) ist größer als der zwischen Kühlschrank und Gefrierschrank (\(22\,^\circ\text{C}\)).

Antwort

a) \(40\,^\circ\text{C}\) b) \(82\,^\circ\text{C}\) c) Der Unterschied zwischen Gefrierschrank und Spezialbox (\(60\,^\circ\text{C}\)) ist größer.
4184015
Herr Schmidt nutzt den Überziehungsrahmen seines Girokontos. Nachdem er eine Rechnung über \(545\,\text{€}\) beglichen hat und kurz darauf eine Gutschrift von \(210\,\text{€}\) auf seinem Konto eingegangen ist, zeigt sein Kontostand genau \(-185\,\text{€}\) an. Wie hoch war sein Kontostand vor diesen beiden Buchungen?

Denkanstöße

- Was bedeutet ein negativer Kontostand in diesem Zusammenhang? - Versuche, die Buchungen nacheinander rückgängig zu machen. - Welche Rechenoperation gehört zu einer Rechnung, die man bezahlt, und welche zu einer Gutschrift?

Lösung

1. Zusammenfassung der Buchungen: Eine Abbuchung von \(545\,\text{€}\) und eine Einzahlung von \(210\,\text{€}\) ergeben eine Nettoveränderung von \(-545\,\text{€} + 210\,\text{€} = -335\,\text{€}\). 2. Rückwärtsrechnung vom Endstand aus: Um den Anfangsstand zu erhalten, wird die Nettoveränderung vom Endstand subtrahiert (oder die Einzelbuchungen umgekehrt): \(-185\,\text{€} - (-335\,\text{€}) = -185\,\text{€} + 335\,\text{€} = 150\,\text{€}\). 3. Überprüfung: \(150\,\text{€} - 545\,\text{€} = -395\,\text{€}\), dann \(-395\,\text{€} + 210\,\text{€} = -185\,\text{€}\).

Antwort

Der Kontostand vor den Buchungen betrug \(150\,\text{€}\).
4185605
Frau Berger führt Buch über ihr Girokonto. Im Laufe einer Woche notiert sie folgende Kontostände am Abend: <table> <tr><td>Montag</td><td>\(+12\,\text{€}\)</td></tr> <tr><td>Dienstag</td><td>\(-4\,\text{€}\)</td></tr> <tr><td>Mittwoch</td><td>\(-18\,\text{€}\)</td></tr> <tr><td>Donnerstag</td><td>\(-9\,\text{€}\)</td></tr> <tr><td>Freitag</td><td>\(+22\,\text{€}\)</td></tr> </table> a) Um wie viel Euro hat sich der Kontostand von Montag auf Dienstag verändert? b) An welchem Tag war der Kontostand am niedrigsten und wie groß ist der Unterschied zum Kontostand am Freitag? c) Zwischen welchen zwei aufeinanderfolgenden Tagen gab es die größte Veränderung des Kontostands?

Denkanstöße

- Ein negativer Kontostand bedeutet, dass das Konto überzogen ist. - Um die Veränderung zu berechnen, kannst du die Schritte auf einer Zahlengeraden zählen. - Achte darauf, ob der Kontostand steigt oder fällt.

Lösung

1. Veränderung von Montag (\(+12\,\text{€}\)) zu Dienstag (\(-4\,\text{€}\)): Der Kontostand sank um \(12\,\text{€}\) bis zur Null und weitere \(4\,\text{€}\) ins Minus, also insgesamt um \(16\,\text{€}\). 2. Niedrigster Stand: Am Mittwoch (\(-18\,\text{€}\)). Differenz zu Freitag (\(+22\,\text{€}\)): Der Abstand auf der Zahlengeraden beträgt \(18 + 22 = 40\,\text{€}\). 3. Vergleich der täglichen Änderungen: Mo-Di: \(16\,\text{€}\); Di-Mi: \(14\,\text{€}\) (\(-4\) zu \(-18\)); Mi-Do: \(9\,\text{€}\) (\(-18\) zu \(-9\)); Do-Fr: \(31\,\text{€}\) (\(-9\) zu \(+22\)). Die größte Veränderung fand zwischen Donnerstag und Freitag statt.

Antwort

a) Der Kontostand ist um \(16\,\text{€}\) gesunken. b) Am Mittwoch war der Stand am niedrigsten (\(-18\,\text{€}\)). Der Unterschied zu Freitag beträgt \(40\,\text{€}\). c) Die größte Veränderung gab es zwischen Donnerstag und Freitag (\(31\,\text{€}\)).
4187175
Ein unbemanntes Forschungs-U-Boot befindet sich auf der Position \(-780\,\text{m}\) relativ zum Meeresspiegel. Es soll zu einer Wartungsstation aufsteigen, die auf der Position \(-125\,\text{m}\) verankert ist. Wie viele Meter muss das U-Boot nach oben steigen, um die Station zu erreichen?

Denkanstöße

- Was bedeutet die Zahl Null in diesem Zusammenhang? - Hilft es dir, eine Skizze der beiden Positionen unter Wasser zu machen? - Welche Rechenoperation hilft dir, den Unterschied zwischen zwei Positionswerten zu finden?

Lösung

1. Aufstellen der Rechnung für den Höhenunterschied: \(-125\,\text{m} - (-780\,\text{m})\) 2. Vereinfachung des Ausdrucks durch Auflösen der Klammer: \(-125 + 780 = 655\) 3. Das U-Boot muss eine Strecke von \(655\,\text{m}\) zurücklegen.

Antwort

Das U-Boot muss \(655\,\text{m}\) nach oben steigen.
4187235
Ein Kontostand ändert sich durch eine Abhebung von \(150\,\text{€}\). Nach dieser Buchung beträgt der Kontostand \(-35\,\text{€}\). Berechne den Kontostand vor der Abhebung, indem du eine passende Gleichung aufstellst und löst.

Denkanstöße

- Was ist der gesuchte Wert in dieser Situation? - Stelle dir vor, wie sich das Konto verändert: Ist es eine Addition oder eine Subtraktion? - Wie kannst du den Zustand vor der Änderung berechnen?

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung mit dem Startwert \(x\): \(x - 150 = -35\). 2. Anwendung der Umkehroperation (Addition von \(150\)): \(x = -35 + 150\). 3. Berechnung des Ergebnisses: \(x = 115\). Der ursprüngliche Kontostand betrug \(115\,\text{€}\).

Antwort

Der Kontostand vor der Abhebung betrug \(115\,\text{€}\).
4204695
Ein Tauchroboter befindet sich zu Beginn einer Messung in einer Tiefe von \(45\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel (Position \(-45\,\text{m}\)). Er sinkt pro Minute um weitere \(15\,\text{m}\) ab. Nach wie vielen Minuten befindet er sich erstmals in einer Tiefe von mehr als \(110\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel (also an einer Position unter \(-110\,\text{m}\))?

Denkanstöße

- Notiere dir die Tiefe für jede Minute, die vergeht. - Denk daran, dass „tiefer als \(110\,\text{m}\) unter dem Meeresspiegel“ bedeutet, dass die Zahl kleiner als \(-110\) sein muss. - Wie verändert sich die Position, wenn der Roboter weiter absinkt?

Lösung

1. Berechnung der Positionen durch wiederholte Subtraktion von \(15\) (Abstieg): Start: \(-45\,\text{m}\) Nach 1 Minute: \(-45 - 15 = -60\,\text{m}\) Nach 2 Minuten: \(-60 - 15 = -75\,\text{m}\) Nach 3 Minuten: \(-75 - 15 = -90\,\text{m}\) Nach 4 Minuten: \(-90 - 15 = -105\,\text{m}\) Nach 5 Minuten: \(-105 - 15 = -120\,\text{m}\) 2. Überprüfung der Bedingung: \(-120 < -110\). Der Wert von \(-110\,\text{m}\) wird nach 5 Minuten erstmals unterschritten.

Antwort

Nach 5 Minuten befindet sich der Roboter erstmals in einer Tiefe von mehr als \(110\,\text{m}\).
4225785
Ein Flugzeug soll laut Flugplan in einer konstanten Höhe von \(10\,000\,\text{m}\) fliegen. Während des Fluges werden drei Kontrollmessungen durchgeführt: Messung 1: \(10\,200\,\text{m}\) Messung 2: \(9750\,\text{m}\) Messung 3: \(9900\,\text{m}\) a) Notiere die Abweichungen von der geplanten Flughöhe als ganze Zahlen. b) Ordne die drei Abweichungen aus Aufgabenteil a) der Größe nach, beginnend mit der kleinsten Zahl. Nutze dafür das Kleiner-als-Zeichen \(<\).

Denkanstöße

- Berechne zuerst den Unterschied zwischen der gemessenen Höhe und der Zielhöhe. - Achte beim Ordnen darauf, wo die Zahlen auf der Zahlengeraden liegen. - Welche Zahl liegt am weitesten links?

Lösung

1. Berechnung der Abweichungen: Messung 1: \(10\,200 - 10\,000 = +200\) Messung 2: \(9750 - 10\,000 = -250\) Messung 3: \(9900 - 10\,000 = -100\) 2. Vergleich der ganzen Zahlen: \(-250\) ist die kleinste Zahl, gefolgt von \(-100\) und schließlich \(+200\). 3. Ordnung: \(-250 < -100 < +200\).

Antwort

a) Messung 1: \(+200\); Messung 2: \(-250\); Messung 3: \(-100\). b) \(-250 < -100 < +200\).
4226185
In einem Kaufhaus fährt ein Aufzug. Das Erdgeschoss wird mit \(0\) bezeichnet, die Etagen darüber mit positiven Zahlen (\(1, 2, 3, \dots\)) und die Untergeschosse mit negativen Zahlen (\(-1, -2, -3, \dots\)). a) Der Aufzug startet im 2. Stock, fährt 5 Etagen abwärts und dann wieder 2 Etagen aufwärts. In welchem Stockwerk hält er? b) Der Aufzug befindet sich im 1. Untergeschoss (\(-1\)). Er fährt 3 Etagen weiter nach unten. In welcher Etage kommt er an? c) Der Aufzug steht im 2. Untergeschoss (\(-2\)). Er soll in den 3. Stock fahren. Wie viele Etagen muss er insgesamt nach oben fahren?

Denkanstöße

- Was bedeutet eine negative Zahl in diesem Beispiel für den Ort des Aufzugs? - Hilft dir eine Skizze der Etagen, um die Abstände besser zu sehen? - Achte bei Aufgabenteil c) darauf, dass du nicht nur das Ziel angibst, sondern den Weg dorthin berechnest.

Lösung

1. Startwert \(2\). Erste Bewegung abwärts: \(2 - 5 = -3\). Zweite Bewegung aufwärts: \(-3 + 2 = -1\). Der Aufzug hält im 1. Untergeschoss (\(-1\)). 2. Startwert \(-1\). Bewegung abwärts: \(-1 - 3 = -4\). Der Aufzug kommt im 4. Untergeschoss (\(-4\)) an. 3. Bestimmung des Abstands zwischen \(-2\) und \(3\): Der Weg von \(-2\) zu \(0\) beträgt \(2\) Etagen, von \(0\) zu \(3\) sind es weitere \(3\) Etagen. Gesamtweg: \(2 + 3 = 5\). Er muss \(5\) Etagen nach oben fahren.

Antwort

a) Im 1. Untergeschoss (Etage \(-1\)) b) Im 4. Untergeschoss (Etage \(-4\)) c) Er muss \(5\) Etagen nach oben fahren.
4226425
Ein kleiner Kiosk führt Buch über seine Einnahmen und Ausgaben. Die Differenz aus Einnahmen und Ausgaben nennt man Tagesbilanz. Ist die Bilanz positiv, hat der Kiosk Gewinn gemacht; ist sie negativ, war es ein Verlust. a) Berechne für jeden der vier Tage die Tagesbilanz. b) Wie hoch ist das Gesamtergebnis (die Summe aller Tagesbilanzen) für diese vier Tage? <table> <thead> <tr> <th>Wochentag</th> <th>Einnahmen</th> <th>Ausgaben</th> <th>Tagesbilanz</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>Montag</td> <td>\(145\,\text{€}\)</td> <td>\(162\,\text{€}\)</td> <td></td> </tr> <tr> <td>Dienstag</td> <td>\(210\,\text{€}\)</td> <td>\(185\,\text{€}\)</td> <td></td> </tr> <tr> <td>Mittwoch</td> <td>\(95\,\text{€}\)</td> <td>\(130\,\text{€}\)</td> <td></td> </tr> <tr> <td>Donnerstag</td> <td>\(178\,\text{€}\)</td> <td>\(178\,\text{€}\)</td> <td></td> </tr> </tbody> </table>

Denkanstöße

- Was bedeutet es für die Bilanz, wenn die Ausgaben höher sind als die Einnahmen? - Berechne zuerst den Unterschied für jeden einzelnen Tag. - Addiere am Ende alle Ergebnisse, um das Gesamtergebnis zu finden. Achte dabei auf die Vorzeichen.

Lösung

1. Tagesbilanz berechnen (\(\text{Einnahmen} - \text{Ausgaben}\)): Montag: \(145 - 162 = -17\,\text{€}\) Dienstag: \(210 - 185 = +25\,\text{€}\) Mittwoch: \(95 - 130 = -35\,\text{€}\) Donnerstag: \(178 - 178 = 0\,\text{€}\) 2. Gesamtergebnis berechnen: \((-17) + 25 + (-35) + 0 = 8 + (-35) = -27\,\text{€}\).

Antwort

a) Montag: \(-17\,\text{€}\); Dienstag: \(+25\,\text{€}\); Mittwoch: \(-35\,\text{€}\); Donnerstag: \(0\,\text{€}\). b) Das Gesamtergebnis beträgt \(-27\,\text{€}\).
4226485
Julia und Tom vergleichen ihre Kontostände. - Julia hat ein Guthaben von \(12\,\text{€}\) (Kontostand: \(+12\,\text{€}\)). - Tom hat sein Konto überzogen und hat Schulden in Höhe von \(8\,\text{€}\) (Kontostand: \(-8\,\text{€}\)). a) Wie groß ist der Unterschied zwischen ihren aktuellen Kontoständen? b) Julia kauft sich ein Buch für \(15\,\text{€}\). Wie lautet ihr neuer Kontostand? c) Tom bekommt \(10\,\text{€}\) geschenkt und zahlt sie sofort auf sein Konto ein. Wie lautet sein neuer Kontostand? d) Wer von beiden hat nach diesen Änderungen den höheren Kontostand und um wie viele Euro unterscheiden sich die Kontostände nun?

Denkanstöße

- Was bedeutet ein negativer Kontostand im Vergleich zu einem positiven Guthaben? - Wenn man Geld ausgibt, wird der Kontostand kleiner. Wenn man Geld einzahlt, wird er größer. - Um den Unterschied zwischen zwei Werten zu finden, bestimme ihren Abstand auf der Zahlengeraden. - Das Subtrahieren einer negativen Zahl entspricht dem Addieren ihrer Gegenzahl.

Lösung

1. Berechnung der Differenz der Startguthaben: \(12 - (-8) = 20\). Der Unterschied beträgt \(20\,\text{€}\). 2. Berechnung von Julias neuem Kontostand durch Subtraktion des Kaufpreises: \(12 - 15 = -3\). Ihr neuer Kontostand ist \(-3\,\text{€}\). 3. Berechnung von Toms neuem Kontostand durch Addition der Einzahlung: \(-8 + 10 = 2\). Sein neuer Kontostand ist \(2\,\text{€}\). 4. Vergleich der neuen Kontostände: Da \(2 > -3\), hat Tom den höheren Kontostand. 5. Berechnung des neuen Unterschieds: \(2 - (-3) = 5\). Der Unterschied beträgt \(5\,\text{€}\).

Antwort

a) Der Unterschied beträgt \(20\,\text{€}\). b) Julias neuer Kontostand ist \(-3\,\text{€}\). c) Toms neuer Kontostand ist \(2\,\text{€}\). d) Tom hat den höheren Kontostand; der Unterschied beträgt nun \(5\,\text{€}\).
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Ein Aufzug in einem Hochhaus fährt auch in die Tiefgaragen. Das Erdgeschoss wird mit \(0\) bezeichnet, die Stockwerke darüber mit positiven Zahlen (\(1, 2, 3, \dots\)) und die Kellergeschosse mit negativen Zahlen (\(-1, -2, -3, \dots\)). Ein Kunde steigt im 5. Stock ein und führt folgende Fahrten nacheinander aus: 1. Er fährt \(7\) Stockwerke nach unten. 2. Er fährt \(3\) Stockwerke nach oben. 3. Er fährt \(4\) Stockwerke nach unten. 4. Er fährt \(2\) Stockwerke nach oben. Beantworte die folgenden Fragen: a) In welchem Stockwerk befindet sich der Kunde am Ende? b) Welches war das tiefste Stockwerk, das er während dieser gesamten Fahrt erreicht hat? c) Wie groß ist der Abstand zwischen dem höchsten und dem tiefsten Punkt seiner Fahrt in Stockwerken?

Denkanstöße

- Notiere dir nach jeder Fahrt das aktuelle Stockwerk wie bei einer Rechnung auf der Zahlengeraden. - „Nach unten“ bedeutet Minusrechnen, „nach oben“ bedeutet Plusrechnen. - Vergiss nicht, dass der Startpunkt im 5. Stock auch ein Punkt der Fahrt ist. - Um den Abstand zwischen zwei Stockwerken zu finden, kannst du die Schritte auf der Zahlengeraden zählen.

Lösung

1. Bestimmung der Positionen nach jedem Schritt: Start bei \(5\). Schritt 1: \(5 - 7 = -2\) Schritt 2: \(-2 + 3 = 1\) Schritt 3: \(1 - 4 = -3\) Schritt 4: \(-3 + 2 = -1\) Am Ende befindet sich der Kunde im Stockwerk \(-1\). 2. Vergleich aller erreichten Stockwerke (\(5, -2, 1, -3, -1\)): Der kleinste Wert ist \(-3\). Das tiefste erreichte Stockwerk war somit das 3. Kellergeschoss (\(-3\)). 3. Berechnung des Abstands zwischen dem höchsten Punkt (\(5\)) und dem tiefsten Punkt (\(-3\)): Der Abstand auf der Zahlengeraden beträgt \(5 - (-3) = 8\), also \(8\) Stockwerke.

Antwort

a) Er befindet sich am Ende im 1. Kellergeschoss (Stockwerk \(-1\)). b) Das tiefste Stockwerk war das 3. Kellergeschoss (Stockwerk \(-3\)). c) Der Abstand beträgt \(8\) Stockwerke.
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In einem Labor werden verschiedene Kühlfächer für Proben genutzt. Die Tabelle zeigt die eingestellten Temperaturen: <table> <tr><td>Fach 1</td><td>\(+6\,^\circ\text{C}\)</td></tr> <tr><td>Fach 2</td><td>\(-2\,^\circ\text{C}\)</td></tr> <tr><td>Fach 3</td><td>\(-15\,^\circ\text{C}\)</td></tr> <tr><td>Fach 4</td><td>\(-28\,^\circ\text{C}\)</td></tr> </table> a) Berechne den Temperaturunterschied zwischen Fach 1 und Fach 3. b) Eine Probe wird von Fach 4 in Fach 2 verlegt. Um wie viel Grad wird sie dadurch erwärmt? c) Ein neues Fach 5 soll so eingestellt werden, dass es genau in der Mitte zwischen der Temperatur von Fach 1 und Fach 4 liegt. Welche Temperatur muss Fach 5 haben?

Denkanstöße

- Temperaturunterschiede sind wie Abstände auf dem Thermometer. - Wenn du die Mitte zwischen zwei Werten suchst, bestimme zuerst den gesamten Abstand und halbiere ihn. - Überlege bei Teil b), ob die Temperatur steigt oder sinkt.

Lösung

1. Temperaturunterschied Fach 1 (\(6\,^\circ\text{C}\)) und Fach 3 (\(-15\,^\circ\text{C}\)): Die Differenz beträgt \(6 - (-15) = 21\,^\circ\text{C}\). 2. Erwärmung von Fach 4 (\(-28\,^\circ\text{C}\)) nach Fach 2 (\(-2\,^\circ\text{C}\)): Die Temperatur steigt um \(28 - 2 = 26\,^\circ\text{C}\). 3. Mitte zwischen \(+6\) und \(-28\): Der Gesamtabstand beträgt \(6 + 28 = 34\,^\circ\text{C}\). Die Hälfte des Abstands ist \(17\,^\circ\text{C}\). Von \(+6\) aus \(17\) Grad nach unten (oder von \(-28\) aus \(17\) Grad nach oben) ergibt \(6 - 17 = -11\,^\circ\text{C}\).

Antwort

a) Der Unterschied beträgt \(21\,^\circ\text{C}\). b) Die Probe wird um \(26\,^\circ\text{C}\) erwärmt. c) Fach 5 muss eine Temperatur von \(-11\,^\circ\text{C}\) haben.

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