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Kostenlose Arbeitsblätter

Stellen Sie aus rund 25.000 Matheaufgaben von der 3. bis zur 13. Klasse Ihre eigenen Arbeitsblätter zusammen. Alle Aufgaben enthalten Lösungsschritte.

Allgemeine lineare Sachaufgaben

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5527997
In einer Materialkiste liegen \(7\) blaue und einige rote Bausteine. Insgesamt sind es \(25\) Bausteine. Bezeichne die Anzahl der roten Bausteine mit \(x\), stelle eine passende Gleichung auf und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Welche beiden Teilmengen ergeben zusammen die Gesamtzahl der Bausteine? - Setze für die unbekannte Teilmenge die vorgegebene Variable ein. - Prüfe nach dem Lösen, ob beide Teilmengen zusammen wieder die Gesamtzahl ergeben.

Lösung

1. Die roten und blauen Bausteine ergeben zusammen \(25\). Daher gilt \(x+7=25\). 2. Subtraktion von \(7\) auf beiden Seiten ergibt \(x=18\).

Antwort

Eine passende Gleichung ist \(x+7=25\). Es gibt \(18\) rote Bausteine.
5528007
Drei gleich gefüllte Beutel und \(4\) lose Murmeln enthalten zusammen \(19\) Murmeln. Dazu ist die Gleichung \(3x+4=19\) gegeben. Erkläre, was \(x\) in dieser Situation bedeutet, und bestimme den Wert von \(x\).

Denkanstöße

- Ordne jeden Teil des Terms \(3x+4\) einem Teil der beschriebenen Situation zu. - Überlege besonders, warum die unbekannte Anzahl mit \(3\) multipliziert wird. - Kontrolliere dein Ergebnis, indem du die drei Beutel und die losen Murmeln wieder zusammenzählst.

Lösung

1. Der Term \(3x\) beschreibt die Murmeln in drei gleich gefüllten Beuteln. Daher steht \(x\) für die Anzahl der Murmeln in einem Beutel. 2. Aus \(3x+4=19\) folgt \(3x=15\) und damit \(x=5\).

Antwort

\(x\) ist die Anzahl der Murmeln in einem Beutel. Jeder Beutel enthält \(5\) Murmeln.
5553597
Fünf gleich schwere Pakete haben zusammen eine Masse von \(30\,\text{kg}\). Die Masse eines Pakets sei \(x\) Kilogramm. Stelle eine passende lineare Gleichung auf und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Was bedeutet die Variable \(x\) in der Situation? - Wie kannst du die Gesamtmasse von fünf gleich schweren Paketen ausdrücken? - Prüfe, ob dein Ergebnis zusammen mit der Anzahl der Pakete wieder die Gesamtmasse ergibt.

Lösung

1. Fünf Pakete mit jeweils \(x\,\text{kg}\) haben zusammen die Masse \(5x\,\text{kg}\). 2. Daher gilt \(5x=30\). 3. Division durch \(5\) ergibt \(x=6\).

Antwort

Die Gleichung lautet \(5x=30\). Ein Paket wiegt \(6\,\text{kg}\).
4121877
Amira Haddad prüft ihre Kontoauszüge. Am Ende des Monats wurden \(450{,}00\,\text{€}\) für ihre Miete abgebucht und \(1250{,}60\,\text{€}\) Gehalt gutgeschrieben. Ihr Kontostand beträgt nach diesen beiden Buchungen genau \(840{,}25\,\text{€}\). Bezeichne den Kontostand unmittelbar vor den Buchungen mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der beide Buchungen in ihrer zeitlichen Reihenfolge vorkommen, und löse sie.

Denkanstöße

- Welche Wirkung hat die Abbuchung auf einen unbekannten Startkontostand? - Welche Wirkung hat danach die Gutschrift? - Die Gleichung soll beide Buchungen sichtbar enthalten; fasse sie erst anschließend zusammen.

Lösung

1. Der Startwert \(x\) wird zuerst um \(450{,}00\,\text{€}\) vermindert und danach um \(1250{,}60\,\text{€}\) erhöht: \(x-450{,}00+1250{,}60=840{,}25\). 2. Zusammenfassen ergibt \(x+800{,}60=840{,}25\). 3. Subtraktion von \(800{,}60\) ergibt \(x=39{,}65\).

Antwort

Gleichung: \(x-450{,}00+1250{,}60=840{,}25\). Der Kontostand vor den Buchungen betrug \(39{,}65\,\text{€}\).
4121887
Ein Heißluftballon steigt zunächst um \(245\,\text{m}\) und sinkt danach um \(312\,\text{m}\). Am Ende befindet er sich auf \(128\,\text{m}\) Höhe. Bezeichne die ursprüngliche Höhe mit \(h\). Stelle eine Gleichung auf, in der beide Höhenänderungen einzeln vorkommen, und löse sie durch eine Äquivalenzumformung.

Denkanstöße

- Welches Vorzeichen passt zu „steigt“ und welches zu „sinkt“? - Beginne mit der unbekannten Ausgangshöhe und schreibe beide Änderungen in der gegebenen Reihenfolge dazu. - Welche Operation hebt anschließend die verbleibende Änderung auf?

Lösung

1. Die beiden Änderungen führen zur Gleichung \(h+245-312=128\). 2. Zusammenfassen ergibt \(h-67=128\). 3. Addition von 67 auf beiden Seiten ergibt \(h=195\).

Antwort

Gleichung: \(h+245-312=128\). Zum Beispiel: \(h-67=128\Rightarrow h=195\). Die ursprüngliche Höhe betrug \(195\,\text{m}\).
4125537
Stelle für die folgenden Zahlenrätsel jeweils eine Gleichung auf und löse sie. Gib bei jeder Teilaufgabe zuerst die Gleichung und danach die Lösung an. a) Welche Zahl muss man um \(2{,}5\) vergrößern, um \(1\frac{1}{4}\) zu erhalten? b) Von welcher Zahl muss man \(\frac{2}{3}\) subtrahieren, um \(-1{,}5\) zu erhalten? c) Das Dreifache welcher Zahl ist genau \(12{,}6\)?

Denkanstöße

- Schreibe bei jeder Teilaufgabe zuerst den beschriebenen Rechenvorgang mit \(x\) auf. - Achte darauf, welche Größe das Ergebnis des Rechenvorgangs sein soll. - Erst wenn die Gleichung steht, machst du die jeweilige Rechenoperation rückgängig.

Lösung

1. Für a) gilt \(x+2{,}5=1{,}25\). Subtraktion von \(2{,}5\) ergibt \(x=-1{,}25\). 2. Für b) gilt \(x-\frac{2}{3}=-1{,}5\). Addition von \(\frac{2}{3}\) ergibt \(x=-\frac{5}{6}\). 3. Für c) gilt \(3x=12{,}6\). Division durch 3 ergibt \(x=4{,}2\).

Antwort

a) \(x+2{,}5=1{,}25\), also \(x=-1{,}25\). b) \(x-\frac{2}{3}=-1{,}5\), also \(x=-\frac{5}{6}\). c) \(3x=12{,}6\), also \(x=4{,}2\).
4125717
Tim ist \(8\) Jahre alt und sein kleiner Bruder Leo \(2\) Jahre. Bezeichne mit \(x\) die Anzahl der Jahre, die vergehen. Stelle für die Bedingung „Tim ist dann doppelt so alt wie Leo“ eine Gleichung auf und löse sie. Gib die Gleichung ausdrücklich an.

Denkanstöße

- Beide Brüder werden in derselben Zeit um denselben Betrag älter. - Schreibe deshalb beide zukünftigen Alter als Terme mit demselben \(x\). - Welche Gleichheit beschreibt „Tim ist doppelt so alt wie Leo“?

Lösung

1. In \(x\) Jahren ist Tim \(8+x\) und Leo \(2+x\) Jahre alt. 2. „Tim ist doppelt so alt“ führt zu \(8+x=2(2+x)\). 3. Ausmultiplizieren ergibt \(8+x=4+2x\), also \(x=4\).

Antwort

Gleichung: \(8+x=2(2+x)\). Daraus folgt \(x=4\). In 4 Jahren ist Tim doppelt so alt wie Leo.
4125867
Ein Wanderweg ist in drei Abschnitte unterteilt. Der erste Abschnitt umfasst ein Drittel der Gesamtlänge, der zweite genau ein Fünftel. Das letzte Teilstück ist \(7\,\text{km}\) lang. Bezeichne die Gesamtlänge mit \(x\), stelle eine Gleichung auf, in der alle drei Abschnitte vorkommen, und löse sie.

Denkanstöße

- Drücke die ersten beiden Abschnitte als Anteile von \(x\) aus. - Das feste letzte Teilstück muss zusätzlich in der Gleichung stehen. - Welche Größe erhältst du, wenn du alle drei Abschnitte addierst?

Lösung

1. Die drei Abschnitte ergeben zusammen die Gesamtlänge: \(\frac13x+\frac15x+7=x\). 2. Zusammenfassen der Brüche ergibt \(\frac{8}{15}x+7=x\). 3. Subtraktion von \(\frac{8}{15}x\) ergibt \(7=\frac{7}{15}x\). 4. Daraus folgt \(x=15\).

Antwort

Gleichung: \(\frac13x+\frac15x+7=x\). Daraus folgt \(x=15\). Der Wanderweg ist \(15\,\text{km}\) lang.
4126077
Ein anfangs leeres Aquarium mit einem Fassungsvermögen von \(500\,\text{l}\) wird mit zwei verschiedenen Schläuchen gleichzeitig gefüllt. Der erste Schlauch liefert \(12\,\text{l}\) Wasser pro Minute, der zweite Schlauch \(8\,\text{l}\) pro Minute. Tim stellt die Behauptung auf, dass die Füllzeit \(x\) (in Minuten) mit der Gleichung \(12x + 8x = 500\) berechnet werden kann. a) Berechne mithilfe der Gleichung, wie lange es dauert, bis das Aquarium vollständig gefüllt ist. b) Bestimme, wie viele Liter Wasser der erste Schlauch bis zu diesem Zeitpunkt insgesamt geliefert hat.

Denkanstöße

- Was bedeutet das \(x\) in der Gleichung? - Überlege, wie viel Wasser beide Schläuche zusammen in einer Minute liefern. - Wie kannst du aus der Gesamtdauer die Wassermenge eines einzelnen Schlauchs berechnen?

Lösung

1. Zusammenfassen der Terme auf der linken Seite der Gleichung: \(12x + 8x = 20x\). 2. Lösen der Gleichung nach \(x\): \(20x = 500 \Rightarrow x = 25\). Die Füllzeit beträgt \(25\,\text{Minuten}\). 3. Berechnung des Anteils von Schlauch 1: \(12\,\text{l/min} \cdot 25\,\text{min} = 300\,\text{l}\).

Antwort

a) Es dauert \(25\,\text{Minuten}\). b) Der erste Schlauch hat \(300\,\text{l}\) Wasser geliefert.
4126137
Lukas gibt \(\frac14\) seines monatlichen Taschengeldes für Kinokarten und \(\frac25\) für ein Computerspiel aus. Die restlichen \(14\,\text{€}\) legt er ins Sparschwein. Bezeichne das gesamte Taschengeld mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der die beiden Ausgaben und der Restbetrag einzeln vorkommen, und löse sie.

Denkanstöße

- Beginne mit dem ganzen Betrag \(x\). - Ziehe die beiden ausgegebenen Anteile einzeln von \(x\) ab. - Welche Zahl muss danach als Rest auf der anderen Seite der Gleichung stehen?

Lösung

1. Nach beiden Ausgaben bleibt \(x-\frac14x-\frac25x\) übrig. 2. Daher gilt \(x-\frac14x-\frac25x=14\). 3. Zusammenfassen ergibt \(\frac{7}{20}x=14\). 4. Multiplikation mit \(\frac{20}{7}\) ergibt \(x=40\).

Antwort

Gleichung: \(x-\frac14x-\frac25x=14\). Daraus folgt \(x=40\). Lukas erhält \(40\,\text{€}\) Taschengeld.
4128037
Löse das folgende Zahlenrätsel, indem du zunächst eine Gleichung aufstellst: „Wenn man das Doppelte einer gesuchten Zahl \(x\) um die Differenz der Zahlen \(15{,}4\) und \(8{,}4\) vergrößert, erhält man \(25\).“ Wie lautet die Zahl \(x\)?

Denkanstöße

- Was bedeutet „das Doppelte“ mathematisch ausgedrückt? - Wie übersetzt man „vergrößert um“ in ein Rechenzeichen? - Versuche zuerst, den festen Teil der Rechnung (die Differenz) auszurechnen, um die Gleichung zu vereinfachen.

Lösung

1. Übersetzung des Textes in eine Gleichung: \(2x + (15{,}4 - 8{,}4) = 25\) 2. Berechnung der Differenz in der Klammer: \(15{,}4 - 8{,}4 = 7\) 3. Vereinfachung der Gleichung: \(2x + 7 = 25\) 4. Subtraktion von \(7\) auf beiden Seiten: \(2x = 18\) 5. Division durch \(2\): \(x = 9\)

Antwort

Die Gleichung lautet \(2x + (15{,}4 - 8{,}4) = 25\). Die gesuchte Zahl ist \(x = 9\).
4224677
Stelle für jede Teilaufgabe zuerst eine Gleichung auf und löse sie. Gib jeweils Gleichung und Lösung an. 1) Eine Zahl \(x\) wird um \(8{,}4\) vergrößert. Das Ergebnis ist 15. 2) Wenn man eine Zahl \(y\) von 42 subtrahiert, erhält man \(13\frac12\). 3) Das Dreifache einer Zahl \(a\) ergibt \(25{,}5\).

Denkanstöße

- Übersetze in jeder Teilaufgabe zuerst den beschriebenen Rechenvorgang vollständig. - Achte in 2) auf die Reihenfolge: Die unbekannte Zahl wird von 42 abgezogen. - Löse erst, nachdem die Gleichung feststeht.

Lösung

1. \(x+8{,}4=15\), also \(x=6{,}6\). 2. \(42-y=13{,}5\), also \(y=28{,}5\). 3. \(3a=25{,}5\), also \(a=8{,}5\).

Antwort

1) \(x+8{,}4=15\), also \(x=6{,}6\). 2) \(42-y=13{,}5\), also \(y=28{,}5\). 3) \(3a=25{,}5\), also \(a=8{,}5\).
4224897
Eine Reinigungslösung enthält viermal so viel Wasser wie Konzentrat. Insgesamt werden \(7{,}5\,\text{l}\) Lösung hergestellt. Bezeichne die Konzentratmenge mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der Konzentrat und Wasser als getrennte Summanden vorkommen, und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Wenn das Konzentrat \(x\) Liter beträgt, wie groß ist dann die Wassermenge? - Beide Flüssigkeitsmengen bilden zusammen die Gesamtmenge. - Die Gleichung soll beide Bestandteile sichtbar enthalten.

Lösung

1. Die Konzentratmenge ist \(x\), die Wassermenge \(4x\). 2. Zusammen ergeben sie \(7{,}5\,\text{l}\): \(x+4x=7{,}5\). 3. Daraus folgt \(5x=7{,}5\) und \(x=1{,}5\).

Antwort

Gleichung: \(x+4x=7{,}5\). Es werden \(1{,}5\,\text{l}\) Konzentrat benötigt.
4224937
Subtrahiert man von einer gedachten Zahl \(14{,}2\), erhält man \(-5{,}8\). Stelle die passende Gleichung auf und löse sie. Gib beides an.

Denkanstöße

- Welche Zahl wird verändert und welche Zahl wird davon abgezogen? - Das Ergebnis des beschriebenen Rechenvorgangs steht auf der anderen Seite des Gleichheitszeichens. - Welche Umkehrung hebt die Subtraktion von \(14{,}2\) auf?

Lösung

1. Die Beschreibung ergibt \(x-14{,}2=-5{,}8\). 2. Addition von \(14{,}2\) auf beiden Seiten ergibt \(x=8{,}4\).

Antwort

Gleichung: \(x-14{,}2=-5{,}8\). Lösung: \(x=8{,}4\).
4224977
In einem Quiz bekommt man für jede richtige Antwort gleich viele Punkte. Marie hat 6 Fragen richtig beantwortet und zusätzlich 25 Bonuspunkte erhalten. Insgesamt erzielt sie 145 Punkte. Bezeichne die Punktzahl pro richtiger Antwort mit \(x\), stelle eine Gleichung auf, in der Antwortpunkte und Bonus getrennt vorkommen, und löse sie.

Denkanstöße

- Wie viele gleich große Punktpakete entstehen durch die sechs richtigen Antworten? - Der Bonus ist ein fester zusätzlicher Summand. - Beide Teile zusammen ergeben die Gesamtpunktzahl.

Lösung

1. Die sechs richtigen Antworten bringen \(6x\) Punkte. 2. Mit Bonus gilt \(6x+25=145\). 3. Subtraktion von 25 ergibt \(6x=120\), also \(x=20\).

Antwort

Gleichung: \(6x+25=145\). Eine richtige Antwort ist 20 Punkte wert.
4225077
Auf einer Balkenwaage liegen links vier identische Pralinenschachteln und ein Gewichtsstück von \(150\,\text{g}\). Rechts liegt ein Gewicht von \(1{,}35\,\text{kg}\). Die Waage ist im Gleichgewicht. Bezeichne die Masse einer Schachtel mit \(x\) Gramm. Stelle die Gleichgewichtsgleichung in Gramm auf und löse sie.

Denkanstöße

- Bringe zuerst beide Waagschalen in dieselbe Masseneinheit. - Wie wird die Masse der vier identischen Schachteln mit \(x\) beschrieben? - Im Gleichgewicht sind die beiden vollständigen Seiten gleich schwer.

Lösung

1. \(1{,}35\,\text{kg}=1350\,\text{g}\). 2. Gleichgewicht bedeutet \(4x+150=1350\). 3. Subtraktion von 150 ergibt \(4x=1200\). 4. Division durch 4 ergibt \(x=300\).

Antwort

Gleichung: \(4x+150=1350\). Eine Pralinenschachtel wiegt \(300\,\text{g}\).
4225137
Ein \(60\,\text{cm}\) langes Seil wird in zwei Teile geteilt. Der eine Teil ist viermal so lang wie der andere. Bezeichne die Länge des kürzeren Stücks mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der beide Stücke als Summanden vorkommen, und bestimme beide Längen.

Denkanstöße

- Wähle die kürzere Länge als Variable. - Wie drückst du das viermal so lange Stück mit derselben Variablen aus? - Die Summe beider Stücke ist die ursprüngliche Seillänge.

Lösung

1. Die Stücke haben die Längen \(x\) und \(4x\). 2. Zusammen gilt \(x+4x=60\). 3. Daraus folgt \(5x=60\) und \(x=12\). 4. Das längere Stück ist \(48\,\text{cm}\) lang.

Antwort

Gleichung: \(x+4x=60\). Die Seilstücke sind \(12\,\text{cm}\) und \(48\,\text{cm}\) lang.
4225277
Drei Schulklassen sammeln zusammen \(1800\,\text{kg}\) Altpapier. Klasse 7b sammelt doppelt so viel wie 7a, Klasse 7c dreimal so viel wie 7b. Bezeichne die Menge der 7a mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der alle drei Klassen als Summanden vorkommen, löse sie und überprüfe die drei Mengen an der Gesamtsumme.

Denkanstöße

- Drücke zuerst 7b mit \(x\) aus. - 7c ist dreimal so groß wie 7b, nicht dreimal so groß wie 7a. - Die Kontrolle soll alle drei Einzelmengen wieder zur Gesamtsumme zusammensetzen.

Lösung

1. 7a sammelt \(x\), 7b \(2x\) und 7c \(6x\). 2. Die Gesamtgleichung lautet \(x+2x+6x=1800\). 3. Daraus folgt \(9x=1800\) und \(x=200\). 4. Die Mengen sind 200, 400 und \(1200\,\text{kg}\); ihre Summe ist \(1800\,\text{kg}\).

Antwort

Gleichung: \(x+2x+6x=1800\). 7a: \(200\,\text{kg}\), 7b: \(400\,\text{kg}\), 7c: \(1200\,\text{kg}\). Kontrolle: \(200+400+1200=1800\).
4228317
Die Summe von vier aufeinanderfolgenden ganzen Zahlen beträgt 66. Bezeichne die kleinste Zahl mit \(x\), stelle die Summe der vier Zahlenterme als Gleichung auf und löse sie.

Denkanstöße

- Wie unterscheiden sich aufeinanderfolgende ganze Zahlen jeweils voneinander? - Schreibe alle vier Zahlen mit derselben Ausgangsvariablen. - Ihre Summe muss 66 ergeben.

Lösung

1. Die Zahlen sind \(x\), \(x+1\), \(x+2\) und \(x+3\). 2. Daher gilt \(x+(x+1)+(x+2)+(x+3)=66\). 3. Zusammenfassen ergibt \(4x+6=66\), also \(x=15\).

Antwort

Gleichung: \(x+(x+1)+(x+2)+(x+3)=66\). Die Zahlen sind 15, 16, 17 und 18.
4228857
In einer Schulbibliothek gibt es 280 neue Medien. Es gibt doppelt so viele Romane wie Sachbücher; die Zahl der Comics ist um 40 größer als die Zahl der Sachbücher. Bezeichne die Sachbücher mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der alle drei Medienarten vorkommen, und bestimme ihre Anzahlen.

Denkanstöße

- Drücke jede Medienart mit derselben Grundvariable aus. - Die 40 sind ein zusätzlicher fester Anteil nur bei den Comics. - Alle drei Anzahlen ergeben zusammen 280.

Lösung

1. Sachbücher: \(x\), Romane: \(2x\), Comics: \(x+40\). 2. Gesamtgleichung: \(x+2x+(x+40)=280\). 3. Daraus folgt \(4x+40=280\), also \(x=60\). 4. Es gibt 60 Sachbücher, 120 Romane und 100 Comics.

Antwort

Gleichung: \(x+2x+(x+40)=280\). Sachbücher: 60, Romane: 120, Comics: 100.
4231657
Das Siebenfache einer ganzen Zahl ist um 31 größer als das Fünffache ihrer Nachfolgerzahl. Bestimme die beiden aufeinanderfolgenden Zahlen.

Denkanstöße

- Wie kannst du eine Zahl und ihren direkten Nachfolger mit einer Variable ausdrücken? - Kannst du den Text Schritt für Schritt in eine mathematische Gleichung übersetzen? - Was bedeutet „um 31 größer“ mathematisch für den Aufbau deiner Gleichung? - Erinnere dich daran, wie man Klammern auflöst, in denen eine Summe mit einer Zahl multipliziert wird.

Lösung

1. Definition der Variablen: Sei \(x\) die erste Zahl. Die Nachfolgerzahl ist dann \(x + 1\). 2. Aufstellen der Gleichung gemäß der Problemstellung: \(7x = 5(x + 1) + 31\). 3. Auflösen der Klammer auf der rechten Seite: \(7x = 5x + 5 + 31\). 4. Zusammenfassen der Terme: \(7x = 5x + 36\). 5. Subtraktion von \(5x\) auf beiden Seiten: \(2x = 36\). 6. Division durch 2 ergibt die erste Zahl: \(x = 18\). 7. Bestimmung der Nachfolgerzahl: \(18 + 1 = 19\).

Antwort

Die beiden aufeinanderfolgenden Zahlen sind 18 und 19.
4237437
Lukas hat viermal so viel Geld gespart wie Finja und genau \(42\,\text{€}\) mehr. Bezeichne Finjas Ersparnis mit \(x\). Stelle aus „viermal so viel“ und der Differenz eine Gleichung auf und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Drücke beide Ersparnisse mit derselben Variablen aus. - Die 42 Euro sind die Differenz, nicht die Summe. - Welche der beiden Größen ist größer?

Lösung

1. Finja hat \(x\), Lukas \(4x\) Euro. 2. Die Differenzbedingung lautet \(4x-x=42\). 3. Daraus folgt \(3x=42\), also \(x=14\).

Antwort

Gleichung: \(4x-x=42\). Finja hat \(14\,\text{€}\) gespart.
4237497
Auf einem Parkplatz stehen 22 Fahrzeuge: Motorräder mit je 2 Rädern und Autos mit je 4 Rädern. Insgesamt werden 72 Räder gezählt. Bezeichne die Anzahl der Autos mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der die Räder beider Fahrzeugarten getrennt vorkommen, und bestimme beide Fahrzeugzahlen.

Denkanstöße

- Wenn \(x\) die Autos bezeichnet, wie viele Motorräder bleiben von den 22 Fahrzeugen übrig? - Multipliziere jede Fahrzeuganzahl mit ihrer jeweiligen Radzahl. - Erst die Summe beider Radbeiträge ergibt 72.

Lösung

1. Es gibt \(x\) Autos und \(22-x\) Motorräder. 2. Die Radgleichung lautet \(4x+2(22-x)=72\). 3. Vereinfachen ergibt \(4x+44-2x=72\), also \(2x=28\) und \(x=14\). 4. Damit gibt es 8 Motorräder.

Antwort

Gleichung: \(4x+2(22-x)=72\). Es stehen 14 Autos und 8 Motorräder auf dem Parkplatz.
4237597
Anna, Beate und Clara haben zusammen \(120\,\text{kg}\) Altpapier gesammelt. Anna hat \(10\,\text{kg}\) mehr als Beate und \(10\,\text{kg}\) weniger als Clara. Bezeichne Annas Menge mit \(x\). Stelle eine Gleichung mit den drei Einzelmengen auf und bestimme sie.

Denkanstöße

- Nutze Anna als mittlere Referenzmenge. - Beate liegt 10 darunter, Clara 10 darüber. - Auch wenn sich die beiden festen Änderungen später aufheben, müssen sie im Modell sichtbar sein.

Lösung

1. Anna sammelt \(x\), Beate \(x-10\), Clara \(x+10\). 2. Die Gesamtgleichung lautet \((x-10)+x+(x+10)=120\). 3. Daraus folgt \(3x=120\) und \(x=40\). 4. Die Mengen sind 30, 40 und \(50\,\text{kg}\).

Antwort

Gleichung: \((x-10)+x+(x+10)=120\). Beate: \(30\,\text{kg}\), Anna: \(40\,\text{kg}\), Clara: \(50\,\text{kg}\).
4237717
Lukas, Mia und Noah besitzen zusammen 200 Sammelkarten. Lukas hat 20 Karten mehr als Mia, Noah genau doppelt so viele wie Mia. Bezeichne Mias Anzahl mit \(x\). Stelle eine Gleichung mit allen drei Anzahlen auf und bestimme die Karten jedes Kindes.

Denkanstöße

- Drücke Lukas und Noah jeweils mit Mias Anzahl aus. - Die feste Differenz von 20 gehört nur zum Lukas-Term. - Die Summe der drei Terme ist 200.

Lösung

1. Mia hat \(x\), Lukas \(x+20\), Noah \(2x\). 2. Es gilt \(x+(x+20)+2x=200\). 3. Daraus folgt \(4x+20=200\), also \(x=45\). 4. Lukas hat 65 und Noah 90 Karten.

Antwort

Gleichung: \(x+(x+20)+2x=200\). Mia: 45 Karten, Lukas: 65 Karten, Noah: 90 Karten.
4239797
Für eine Klassenfeier werden insgesamt \(2000\,\text{ml}\) Punsch aus Zitronen-, Orangen- und Apfelsaft gemischt. Es wird dreimal so viel Orangensaft wie Zitronensaft verwendet; vom Apfelsaft genau \(400\,\text{ml}\) mehr als vom Zitronensaft. Bezeichne die Zitronensaftmenge mit \(x\), stelle die Gesamtgleichung auf und bestimme alle drei Mengen.

Denkanstöße

- Verwende die Zitronensaftmenge als gemeinsame Ausgangsgröße. - Der Apfelsaft enthält einen festen Zusatz von 400 ml gegenüber \(x\). - Die drei Saftterme ergeben zusammen die Gesamtmenge.

Lösung

1. Zitrone: \(x\), Orange: \(3x\), Apfel: \(x+400\). 2. Es gilt \(x+3x+(x+400)=2000\). 3. Daraus folgt \(5x=1600\), also \(x=320\). 4. Orange: 960 ml, Apfel: 720 ml.

Antwort

Gleichung: \(x+3x+(x+400)=2000\). Zitronensaft: \(320\,\text{ml}\), Orangensaft: \(960\,\text{ml}\), Apfelsaft: \(720\,\text{ml}\).
4239897
In einem Wassertank befindet sich dreimal so viel Wasser wie in einem zweiten Tank. Aus dem ersten werden \(15{,}5\,\text{l}\) entnommen, in den zweiten werden \(28{,}5\,\text{l}\) gefüllt. Danach enthalten beide gleich viel. Bezeichne die ursprüngliche Wassermenge des zweiten Tanks mit \(x\). Stelle die Gleichung für den Gleichstand auf und bestimme beide Ausgangsmengen.

Denkanstöße

- Verwende die kleinere Ausgangsmenge als Variable. - Schreibe beide Änderungen auf die jeweiligen Ausgangsterme. - Erst nach den Änderungen sind die beiden Terme gleich.

Lösung

1. Anfangsmengen: erster Tank \(3x\), zweiter Tank \(x\). 2. Danach gilt \(3x-15{,}5=x+28{,}5\). 3. Daraus folgt \(2x=44\), also \(x=22\). 4. Der erste Tank enthielt \(66\,\text{l}\).

Antwort

Gleichung: \(3x-15{,}5=x+28{,}5\). Anfangs waren \(66\,\text{l}\) im ersten und \(22\,\text{l}\) im zweiten Tank.
4239997
Lukas ist heute dreimal so alt wie seine Schwester Mia. In 6 Jahren wird Lukas nur noch doppelt so alt sein wie Mia. Bezeichne Mias heutiges Alter mit \(x\). Stelle die Gleichung für die Altersbeziehung in 6 Jahren auf und bestimme beide heutigen Alter.

Denkanstöße

- Schreibe beide heutigen Alter mit derselben Variablen. - In 6 Jahren wird zu beiden heutigen Altern 6 addiert. - Welche zukünftige Größe ist dann doppelt so groß wie die andere?

Lösung

1. Heute ist Mia \(x\), Lukas \(3x\) Jahre alt. 2. In 6 Jahren gilt \(3x+6=2(x+6)\). 3. Daraus folgt \(3x+6=2x+12\), also \(x=6\). 4. Lukas ist heute 18 Jahre alt.

Antwort

Gleichung: \(3x+6=2(x+6)\). Mia ist heute 6 Jahre alt, Lukas 18 Jahre.
4240037
In Tonne A befinden sich \(85\,\text{l}\), in Tonne B \(110\,\text{l}\). Aus B wird dreimal so viel Wasser entnommen wie aus A. Danach enthält A noch \(15\,\text{l}\) mehr als B. Bezeichne die aus A entnommene Menge mit \(x\). Stelle die Gleichung der beiden Restmengen auf und bestimme beide Entnahmemengen.

Denkanstöße

- Drücke beide Entnahmemengen mit derselben Variablen aus. - Bilde danach die beiden Restmengen. - „A hat 15 Liter mehr“ bedeutet: Rest A = Rest B + 15.

Lösung

1. Aus A werden \(x\), aus B \(3x\) Liter entnommen. 2. Die Restmengen sind \(85-x\) und \(110-3x\). 3. „A hat 15 Liter mehr“ ergibt \(85-x=(110-3x)+15\). 4. Daraus folgt \(2x=40\), also \(x=20\). Aus B werden 60 Liter entnommen.

Antwort

Gleichung: \(85-x=(110-3x)+15\). Aus A werden \(20\,\text{l}\), aus B \(60\,\text{l}\) entnommen.
4240057
Eine Kaffeerösterei mischt Arabica und Robusta im Verhältnis \(7:2\). Für eine Packung werden \(450\,\text{g}\) mehr Arabica als Robusta verwendet. Bezeichne einen Verhältnisanteil mit \(x\) Gramm. Stelle aus der Differenz eine Gleichung auf und bestimme anschließend die Gesamtmasse.

Denkanstöße

- Schreibe beide Bohnenmengen als Vielfache desselben Verhältnisanteils. - Die 450 g beschreiben die Differenz der beiden Mengen. - Die Gesamtmasse ist erst danach die Summe beider Mengen.

Lösung

1. Arabica: \(7x\), Robusta: \(2x\). 2. Differenzgleichung: \(7x-2x=450\). 3. Daraus folgt \(5x=450\), also \(x=90\). 4. Gesamtmasse: \(9x=810\,\text{g}\).

Antwort

Gleichung: \(7x-2x=450\). Die Packung enthält insgesamt \(810\,\text{g}\).
4240297
Bei einem Klassenquiz werden 12 Fragen gestellt. Für jede richtige Antwort gibt es 4 Punkte, für jede falsche werden 2 Punkte abgezogen. a) Die „Mathe-Profis“ erreichen 30 Punkte. Bezeichne ihre Anzahl richtiger Antworten mit \(x\), stelle eine Gleichung auf, in der richtige und falsche Antworten getrennt vorkommen, und bestimme \(x\). b) Stelle entsprechend eine Gleichung für die „Rätsel-Füchse“ mit 6 Punkten auf und bestimme ihre Anzahl richtiger Antworten.

Denkanstöße

- Wenn \(x\) Antworten richtig sind, wie viele der 12 sind falsch? - Richtige Antworten und falsche Antworten tragen mit verschiedenen Vorzeichen zum Punktestand bei. - Verwende in beiden Teilen dieselbe Modellstruktur, aber einen anderen Endpunktestand.

Lösung

1. Bei \(x\) richtigen Antworten sind \(12-x\) falsch. Für a) gilt \(4x-2(12-x)=30\). 2. Daraus folgt \(6x-24=30\), also \(x=9\). 3. Für b) gilt \(4x-2(12-x)=6\). 4. Daraus folgt \(6x-24=6\), also \(x=5\).

Antwort

a) Gleichung: \(4x-2(12-x)=30\). Die Gruppe hat 9 richtige Antworten. b) Gleichung: \(4x-2(12-x)=6\). Die Gruppe hat 5 richtige Antworten.
4241088
Gesucht sind alle natürlichen Zahlen \(n\), für die gilt: Das Fünffache der Zahl vermindert um \(7\) liegt zwischen \(15\) und \(35\). Die Grenzen \(15\) und \(35\) selbst sollen dabei nicht zum Ergebnisbereich gehören.

Denkanstöße

- Übersetze zuerst „liegt zwischen“ in eine Ungleichungskette. - Führe auf allen drei Teilen der Kette dieselbe zulässige Umformung aus. - Beachte am Ende, dass nur natürliche Zahlen gesucht sind.

Lösung

1. Übersetzung des Textes in eine Ungleichungskette: \(15<5n-7<35\). 2. Addition von \(7\) auf allen Seiten: \(22<5n<42\). 3. Division der gesamten Ungleichung durch \(5\): \(\frac{22}{5}<n<\frac{42}{5}\). 4. Damit gilt \(4{,}4<n<8{,}4\). 5. Die natürlichen Zahlen in diesem Bereich sind \(5,6,7,8\).

Antwort

Die gesuchten Zahlen sind \(5\), \(6\), \(7\) und \(8\).
4241197
Für ein Schulfest entfallen \(\frac13\) des Budgets auf Raummiete, \(\frac25\) auf Buffet und \(\frac16\) auf Getränke. Für Dekoration bleiben genau \(30\,\text{€}\). Bezeichne das Gesamtbudget mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der die drei Ausgaben und die Dekoration getrennt vorkommen, und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Jeder Ausgabenposten ist ein Anteil desselben Gesamtbudgets \(x\). - Die 30 Euro sind kein Bruchteil, sondern ein fester Restbetrag. - Alle vier Teile ergeben zusammen das gesamte Budget.

Lösung

1. Die Budgetgleichung lautet \(\frac13x+\frac25x+\frac16x+30=x\). 2. Die drei Bruchteile ergeben \(\frac{9}{10}x\). 3. Damit gilt \(\frac{9}{10}x+30=x\), also \(30=\frac{1}{10}x\). 4. Daher \(x=300\).

Antwort

Gleichung: \(\frac13x+\frac25x+\frac16x+30=x\). Das Gesamtbudget beträgt \(300\,\text{€}\).
4241217
Anja liest ein neues Buch. Am ersten Tag schafft sie genau \(\frac{1}{3}\) aller Seiten. Am zweiten Tag liest sie \(\frac{1}{4}\) der Gesamtzahl der Seiten. Um das Buch zu beenden, fehlen ihr danach noch genau \(125\) Seiten. Stelle eine Gleichung auf und berechne, wie viele Seiten das Buch insgesamt hat.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wofür die Variable \(x\) stehen könnte. - Kannst du die gelesenen Teile des Buches als Bruchteile von \(x\) ausdrücken? - Wie hängen die gelesenen Seiten und die restlichen Seiten mit der Gesamtzahl zusammen? - Versuche, alle Terme mit der Unbekannten auf eine Seite der Gleichung zu bringen.

Lösung

1. Variable festlegen: Sei \(x\) die Gesamtzahl der Seiten des Buches. 2. Anteile und Restwert als Summe zur Gesamtmenge in Beziehung setzen: \(\frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 125 = x\). 3. Gleichnamig machen der Brüche (Hauptnenner \(12\)): \(\frac{4}{12}x + \frac{3}{12}x + 125 = x\). 4. Zusammenfassen der \(x\)-Terme auf einer Seite: \(125 = x - \frac{7}{12}x\). 5. Subtraktion der Brüche: \(125 = \frac{5}{12}x\). 6. Nach \(x\) auflösen durch Multiplikation mit dem Kehrwert: \(x = 125 \cdot \frac{12}{5} = 25 \cdot 12 = 300\).

Antwort

Eine passende Gleichung ist \(\frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 125 = x\). Das Buch hat insgesamt \(300\) Seiten.
5528017
„Verdopple eine Zahl und addiere anschließend \(5\). Das Ergebnis ist \(17\).“ Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die Aussage richtig? A: \(2x+5=17\) B: \(2(x+5)=17\) C: \(x+5=34\) Begründe deine Wahl und bestimme die gesuchte Zahl.

Denkanstöße

- Achte auf die Reihenfolge der sprachlich beschriebenen Rechenschritte. - Überlege, welcher Term genau „die Zahl verdoppeln“ darstellt. - Prüfe die gewählte Gleichung, indem du die gefundene Zahl in die ursprüngliche Aussage einsetzt.

Lösung

1. „Eine Zahl verdoppeln“ wird durch \(2x\) beschrieben. Danach werden \(5\) addiert, daher ist A mit \(2x+5=17\) passend. 2. B würde zuerst \(5\) zur Zahl addieren und erst danach die gesamte Summe verdoppeln. C beschreibt weder die Verdopplung noch das gegebene Ergebnis korrekt. 3. Aus \(2x+5=17\) folgt \(2x=12\) und damit \(x=6\).

Antwort

A ist richtig, weil „verdopple eine Zahl“ den Term \(2x\) ergibt und die \(5\) erst danach addiert wird. Daher beschreibt \(2x+5=17\) genau die vorgegebene Reihenfolge. Aus \(2x+5=17\) folgt \(x=6\).
5528027
Für eine Bastelaktion werden immer gleich große Kartenpäckchen verwendet. Zusätzlich liegen \(3\) einzelne Karten bereit. Die Tabelle zeigt die Gesamtzahl der Karten für einige Anzahlen von Päckchen. <table><tr><th>Anzahl Päckchen</th><th>Gesamtzahl Karten</th></tr><tr><td>\(1\)</td><td>\(7\)</td></tr><tr><td>\(2\)</td><td>\(11\)</td></tr><tr><td>\(3\)</td><td>\(15\)</td></tr></table> Bei einer weiteren Vorbereitung liegen insgesamt \(27\) Karten bereit. Stelle aus der Tabelle eine Gleichung für die unbekannte Anzahl \(x\) der Päckchen auf und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Untersuche in der Tabelle, um wie viel die Gesamtzahl steigt, wenn ein Päckchen hinzukommt. - Trenne den Anteil aus den Päckchen von den einzelnen Karten. - Setze den gefundenen Term gleich der neuen Gesamtzahl.

Lösung

1. Bei jedem zusätzlichen Päckchen steigt die Gesamtzahl um \(4\). Ein Päckchen enthält daher \(4\) Karten. 2. Mit den \(3\) einzelnen Karten ergibt sich für \(x\) Päckchen der Term \(4x+3\). 3. Für insgesamt \(27\) Karten gilt \(4x+3=27\). 4. Daraus folgt \(4x=24\) und damit \(x=6\).

Antwort

Die Gleichung lautet \(4x+3=27\). Es werden \(6\) Päckchen verwendet.
4100587
Das Siebenfache einer Zahl \(x\) ist um 10 größer als das Dreifache der Zahl, die um 2 größer ist als \(x\). Stelle eine Gleichung auf, die diesen Zusammenhang vollständig abbildet, löse sie durch Äquivalenzumformungen und bestimme \(x\). Gib die aufgestellte Gleichung und mindestens eine Umformungszeile an.

Denkanstöße

- Welche Größe wird durch \(x\) beschrieben? - Übersetze zuerst „die Zahl, die um 2 größer ist als \(x\)“ als Term. - Welche beiden vollständigen Ausdrücke werden durch „ist um 10 größer als“ miteinander verglichen?

Lösung

1. Aus dem Text folgt \(7x=3(x+2)+10\). 2. Ausmultiplizieren und zusammenfassen ergibt \(7x=3x+16\). 3. Subtrahiere \(3x\): \(4x=16\). 4. Division durch 4 ergibt \(x=4\).

Antwort

Gleichung: \(7x=3(x+2)+10\). Eine mögliche Umformung ist \(7x=3x+16\Rightarrow4x=16\). Damit ist \(x=4\).
4119977
Lukas hat \(85\,\text{€}\) und spart monatlich \(12\,\text{€}\). Sarah hat \(205\,\text{€}\), entnimmt ihrem Ersparten aber jeden Monat \(8\,\text{€}\). Bezeichne die Zahl der Monate mit \(m\). Stelle für beide Guthaben Terme auf, setze sie für den Gleichstand gleich und bestimme Zeitpunkt und gemeinsamen Betrag.

Denkanstöße

- Bei Lukas wächst das Guthaben, bei Sarah sinkt es monatlich. - Ein Gleichstand bedeutet, dass die beiden vollständigen Guthabenterme denselben Wert haben. - Berechne den gemeinsamen Geldbetrag erst nach dem Lösen der Gleichung.

Lösung

1. Lukas: \(85+12m\), Sarah: \(205-8m\). 2. Gleichstand: \(85+12m=205-8m\). 3. Daraus folgt \(20m=120\), also \(m=6\). 4. Gemeinsamer Betrag: \(85+12\cdot6=157\,\text{€}\).

Antwort

Terme: \(85+12m\) und \(205-8m\). Gleichung: \(85+12m=205-8m\). Nach 6 Monaten besitzen beide \(157\,\text{€}\).
4120487
Ein Team aus 4 Programmierern benötigt für ein Softwareprojekt 30 Tage. Nach 12 Tagen soll die restliche Arbeit in nur noch 9 Tagen fertiggestellt werden. Es wird angenommen, dass alle Programmierer gleich schnell arbeiten und sich die Arbeit gleichmäßig aufteilen lässt. Bestimme zuerst den noch offenen Arbeitsaufwand in Personentagen. Stelle danach für die ab dem 13. Tag benötigte Gesamtzahl \(x\) der Programmierer eine Gleichung auf und löse diese Gleichung. Gib den offenen Arbeitsaufwand und die Gleichung an.

Denkanstöße

- In welcher Einheit lässt sich der gesamte Arbeitsaufwand ausdrücken, wenn Personenanzahl und Tage gegeben sind? - Ziehe den bereits geleisteten Arbeitsaufwand vom Gesamtaufwand ab. - Wie wird der verbleibende Aufwand durch 9 Tage und eine unbekannte Personenanzahl \(x\) beschrieben?

Lösung

1. Der gesamte Arbeitsaufwand beträgt \(4\cdot30=120\,\text{Personentage}\). 2. In 12 Tagen wurden \(12\cdot4=48\,\text{Personentage}\) geleistet, also bleiben \(120-48=72\,\text{Personentage}\). 3. Für 9 verbleibende Tage gilt daher \(9x=72\). 4. Division durch 9 ergibt \(x=8\).

Antwort

Offener Arbeitsaufwand: \(72\,\text{Personentage}\). Gleichung: \(9x=72\). Ab dem 13. Tag werden insgesamt 8 Programmierer benötigt.
4125547
Untersuche die Beziehungen zwischen den Zahlen in den folgenden Rätseln. Stelle jeweils die Gleichung auf und löse diese Gleichung; die Gleichung gehört zur Antwort. a) Wenn man zum Doppelten einer Zahl \(5\) addiert, erhält man dasselbe Ergebnis, wie wenn man vom Dreifachen der Zahl \(3\) abzieht. Wie heißt die Zahl? b) Gibt es eine Zahl, die genau um \(4\) kleiner ist als ihr Fünffaches? Begründe deine Antwort mit der zugehörigen Gleichung.

Denkanstöße

- „Dasselbe Ergebnis“ verbindet zwei vollständige Terme mit einem Gleichheitszeichen. - In a) müssen links und rechts unterschiedliche Vielfache derselben Zahl vorkommen. - In b) muss die Formulierung „um 4 kleiner als ihr Fünffaches“ als Beziehung zwischen \(x\) und \(5x\) erscheinen.

Lösung

1. Für a) gilt \(2x+5=3x-3\). Subtraktion von \(2x\) und Addition von 3 ergeben \(x=8\). 2. Für b) gilt \(x=5x-4\). Subtraktion von \(x\) ergibt \(4x=4\), also \(x=1\). Damit existiert eine solche Zahl.

Antwort

a) \(2x+5=3x-3\), also \(x=8\). b) \(x=5x-4\), also \(x=1\). Daher gibt es genau eine solche Zahl.
4125557
Stelle zu jedem Zahlenrätsel eine Gleichung auf und löse sie durch Äquivalenzumformungen. Gib die Gleichung und mindestens eine Zwischenzeile deiner Umformung an. a) Wenn man ein Viertel einer Zahl nimmt und \(0{,}5\) addiert, erhält man dasselbe wie beim Verdoppeln der Zahl und anschließenden Subtrahieren von \(3\). b) Das Dreifache der Summe aus einer Zahl und \(4\) ist um \(2\) kleiner als das Fünffache der Zahl. Wie lautet diese Zahl?

Denkanstöße

- In a) stehen zwei verschiedene Rechenwege zur selben Zahl einander gegenüber. - In b) bezieht sich das Dreifache auf die ganze Summe; welche Klammer brauchst du dafür? - Wähle nach dem Aufstellen eine Umformung, die Brüche oder Klammern übersichtlicher macht.

Lösung

1. Für a) gilt \(\frac14x+0{,}5=2x-3\). Multiplikation mit 4 ergibt \(x+2=8x-12\). Daraus folgt \(14=7x\) und \(x=2\). 2. Für b) gilt \(3(x+4)=5x-2\). Ausmultiplizieren ergibt \(3x+12=5x-2\). Daraus folgt \(14=2x\) und \(x=7\).

Antwort

a) \(\frac14x+0{,}5=2x-3\). Zum Beispiel: \(x+2=8x-12\Rightarrow14=7x\). Daher \(x=2\). b) \(3(x+4)=5x-2\). Zum Beispiel: \(3x+12=5x-2\Rightarrow14=2x\). Daher \(x=7\).
4125727
Sofía Álvarez ist \(36\) Jahre alt, ihr Sohn Jonas \(6\) Jahre. a) Berechne das aktuelle Verhältnis ihrer Alter. b) Jonas behauptet: „In \(4\) Jahren bin ich schon halb so alt wie du, weil wir ja beide \(4\) Jahre älter werden.“ Prüfe die Behauptung rechnerisch. c) Bezeichne mit \(x\) die Anzahl der Jahre, die vergehen. Stelle eine Gleichung für die Bedingung „Sofía ist dann dreimal so alt wie Jonas“ auf und löse diese Gleichung. Die Gleichung gehört zur Antwort.

Denkanstöße

- In b) ändern sich beide Alter um denselben Betrag; prüfe die neuen Werte direkt. - In c) müssen beide zukünftigen Alter denselben Zeitparameter enthalten. - Welcher der beiden zukünftigen Altersterme wird mit 3 multipliziert?

Lösung

1. Aktuell ist das Verhältnis \(36:6=6\). 2. In 4 Jahren sind die beiden 40 und 10 Jahre alt; Jonas ist dann ein Viertel so alt, nicht halb so alt. 3. Für c) gilt \(36+x=3(6+x)\). 4. Ausmultiplizieren und umformen ergibt \(36+x=18+3x\Rightarrow18=2x\Rightarrow x=9\).

Antwort

a) Das Verhältnis ist \(6\). b) Jonas hat nicht recht: In 4 Jahren sind die Alter 40 und 10, also ist Jonas ein Viertel so alt. c) Gleichung: \(36+x=3(6+x)\). Daraus folgt \(x=9\). In 9 Jahren ist Sofía dreimal so alt wie Jonas.
4125847
Zwei Förderbänder befördern Kisten zu zwei Stapeln. Stapel A startet mit 15 Kisten und erhält 5 Kisten pro Minute. Stapel B startet mit 45 Kisten und erhält 2 Kisten pro Minute. a) Welcher Stapel wächst schneller? Begründe kurz. b) Stelle für beide Stapel Terme nach \(t\) Minuten auf. Setze die Terme gleich und löse die entstehende Gleichung für den Zeitpunkt des Gleichstands. c) Wie viele Kisten liegen zu diesem Zeitpunkt auf jedem Stapel?

Denkanstöße

- Trenne bei jedem Stapel Startwert und Zuwachs pro Minute. - Für „gleich viele“ müssen die vollständigen Terme gleichgesetzt werden. - Nutze erst nach dem Lösen den gefundenen Zeitpunkt für Teil c.

Lösung

1. Stapel A wächst mit 5 Kisten pro Minute schneller als Stapel B mit 2. 2. Die Terme sind \(15+5t\) und \(45+2t\). 3. Gleichstand bedeutet \(15+5t=45+2t\). 4. Daraus folgt \(3t=30\), also \(t=10\). 5. Einsetzen ergibt \(15+5\cdot10=65\) Kisten.

Antwort

a) Stapel A wächst schneller, weil er \(5\) Kisten pro Minute erhält und Stapel B nur \(2\) Kisten pro Minute. b) Terme: \(15+5t\) und \(45+2t\). Gleichung: \(15+5t=45+2t\). Daraus folgt \(t=10\) Minuten. c) Beide Stapel enthalten dann \(65\) Kisten.
4125887
Aisha Khan ist heute viermal so alt wie ihre Tochter Leonie. In \(6\) Jahren wird Aisha nur noch dreimal so alt sein wie Leonie zu diesem Zeitpunkt. Bezeichne Leonies heutiges Alter mit \(x\), stelle die Gleichung aus der zukünftigen Altersbeziehung auf und löse sie. Gib die Gleichung an.

Denkanstöße

- Schreibe zuerst beide heutigen Alter mit derselben Variablen. - In 6 Jahren werden beide heutigen Alter um 6 erhöht. - Welcher zukünftige Altersterm ist dann das Dreifache des anderen?

Lösung

1. Leonie ist heute \(x\) Jahre alt, Aisha \(4x\). 2. In 6 Jahren sind die beiden \(x+6\) und \(4x+6\) Jahre alt. 3. Die Bedingung führt zu \(4x+6=3(x+6)\). 4. Daraus folgt \(4x+6=3x+18\), also \(x=12\). 5. Aisha ist heute \(4\cdot12=48\) Jahre alt.

Antwort

Gleichung: \(4x+6=3(x+6)\). Leonie ist heute 12 Jahre alt, Aisha Khan 48 Jahre.
4126087
In einer kleinen Vogeltränke befinden sich zu Beginn \(15\,\text{l}\) Wasser. Während eines Regenschauers fließen pro Minute \(0{,}5\,\text{l}\) Wasser hinzu. Gleichzeitig gibt es ein kleines Leck, durch das pro Minute eine konstante Menge \(y\) (in Litern) abfließt. Nach \(20\,\text{Minuten}\) befinden sich genau \(21\,\text{l}\) Wasser in der Tränke. Nia Mensah schlägt folgende Gleichung vor, um den Wasserverlust pro Minute zu bestimmen: \(15 + 0{,}5 \cdot 20 - y \cdot 20 = 21\) a) Überprüfe, ob diese Gleichung die beschriebene Situation korrekt wiedergibt. Begründe kurz. b) Berechne den Wasserverlust \(y\) pro Minute in Litern.

Denkanstöße

- Schau dir die einzelnen Bestandteile der Gleichung an: Was stellen der Anfangs- und der Endwert dar? - Welche Änderung vergrößert die Wassermenge und welche verkleinert sie? - Vereinfache die bekannten Anteile, bevor du die Unbekannte isolierst.

Lösung

1. Überprüfung: \(15\) ist der Startwert, \(0{,}5\cdot20\) ist der Zuwachs durch Regen in \(20\,\text{min}\), \(y\cdot20\) ist der Verlust durch das Leck. Die Differenz ergibt den Endwert \(21\). Die Gleichung ist korrekt. 2. Vereinfachung der Gleichung: \(15+10-20y=21\). 3. Zusammenfassen: \(25-20y=21\). 4. Umstellen nach \(y\): \(25-21=20y\Rightarrow4=20y\). 5. Ergebnis berechnen: \(y=4:20=0{,}2\). Der Verlust beträgt \(0{,}2\,\text{l/min}\).

Antwort

a) Ja, die Gleichung ist korrekt, da sie Startwert, Zufluss und Abfluss über die Zeitspanne von \(20\,\text{Minuten}\) mit dem Endwert verknüpft. b) Der Wasserverlust beträgt \(0{,}2\,\text{l}\) pro Minute.
4126147
Für eine Party mischt Sarah einen Fruchtpunsch. Er besteht zu \(\frac13\) aus Orangensaft, zu \(\frac14\) aus Apfelsaft und zu \(\frac16\) aus Traubensaft. Den Rest füllt sie mit Mineralwasser auf. a) Welchen Anteil macht das Mineralwasser aus? b) Sarah verwendet \(300\,\text{ml}\) Mineralwasser. Bezeichne die Gesamtmenge mit \(x\), stelle aus dem Mineralwasseranteil eine Gleichung auf und bestimme die Gesamtmenge. c) Wie viel Orangensaft enthält die Mischung?

Denkanstöße

- Addiere zuerst die drei vorgegebenen Saftanteile. - Der fehlende Anteil gehört zum Mineralwasser. - In b) muss dieser Anteil von \(x\) genau \(300\,\text{ml}\) ergeben.

Lösung

1. Die Saftanteile ergeben \(\frac13+\frac14+\frac16=\frac34\), also entfällt \(\frac14\) auf Mineralwasser. 2. Für die Gesamtmenge gilt deshalb \(\frac14x=300\). 3. Multiplikation mit 4 ergibt \(x=1200\,\text{ml}\). 4. Orangensaft: \(\frac13\cdot1200=400\,\text{ml}\).

Antwort

a) Mineralwasser: \(\frac14\) des Punsches. b) Gleichung: \(\frac14x=300\). Daraus folgt \(x=1200\,\text{ml}\). c) Orangensaft: \(400\,\text{ml}\).
4126157
In einer Schulbibliothek werden neue Bücher einsortiert. \(\frac{1}{2}\) der Bücher sind Romane, \(\frac{1}{5}\) sind Sachbücher und \(\frac{1}{8}\) sind Comics. Die restlichen \(63\) Bücher sind Kinderbücher. Stelle eine Gleichung auf, um die Gesamtzahl der neuen Bücher \(x\) zu bestimmen, und löse diese. Erkläre kurz, was der Wert des Ausdrucks \(1 - (\frac{1}{2} + \frac{1}{5} + \frac{1}{8})\) im Zusammenhang mit dieser Aufgabe bedeutet.

Denkanstöße

- Wie würdest du den Anteil der Kinderbücher berechnen, wenn du nur die Anteile der anderen Bucharten kennst? - Was bedeutet das „Ganze“ in dieser Aufgabe ausgedrückt als Zahl? - Versuche zuerst, alle Anteile auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen, um sie besser vergleichen und verrechnen zu können.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung: \(x \cdot (1 - (\frac{1}{2} + \frac{1}{5} + \frac{1}{8})) = 63\) oder \(x - \frac{1}{2} \cdot x - \frac{1}{5} \cdot x - \frac{1}{8} \cdot x = 63\) 2. Darstellung der Brüche mit dem Hauptnenner \(40\): \(\frac{20}{40} + \frac{8}{40} + \frac{5}{40} = \frac{33}{40}\) 3. Berechnung des Restanteils: \(1 - \frac{33}{40} = \frac{7}{40}\). 4. Lösen der Gleichung \(\frac{7}{40} \cdot x = 63\): \(x = 63 \cdot \frac{40}{7}\) 5. Berechnung des Ergebnisses: \(x = 9 \cdot 40 = 360\) 6. Interpretation des Ausdrucks: Er stellt den Anteil der Kinderbücher an der Gesamtzahl aller neuen Bücher dar.

Antwort

Die Gleichung lautet \(\frac{7}{40} \cdot x = 63\) (oder eine äquivalente Form). Die Gesamtzahl der Bücher beträgt \(x = 360\). Der Ausdruck \(1 - (\frac{1}{2} + \frac{1}{5} + \frac{1}{8})\) gibt den Anteil der Kinderbücher an der Gesamtmenge an.
4148607
Bei einer zweistelligen Zahl ist die Einerziffer um 3 größer als die Zehnerziffer. Addiert man die Zahl zu ihrer Quersumme, erhält man 45. Bezeichne die Zehnerziffer mit \(t\). Stelle die zweistellige Zahl und ihre Quersumme als Terme in \(t\) dar, formuliere daraus eine Gleichung und bestimme die Zahl. Gib die Gleichung an.

Denkanstöße

- Eine zweistellige Zahl mit Zehnerziffer \(t\) und Einerziffer \(u\) hat den Wert \(10t+u\). - Ersetze \(u\) durch den Zusammenhang zur Zehnerziffer. - Die Zahl und ihre Quersumme werden anschließend addiert.

Lösung

1. Die Einerziffer ist \(t+3\). 2. Die Zahl lautet \(10t+(t+3)\), die Quersumme \(t+(t+3)\). 3. Daher gilt \(10t+(t+3)+t+(t+3)=45\). 4. Zusammenfassen ergibt \(13t+6=45\), also \(t=3\). 5. Die Einerziffer ist 6; die Zahl lautet 36.

Antwort

Zahlterm: \(10t+(t+3)\), Quersumme: \(t+(t+3)\). Gleichung: \(10t+(t+3)+t+(t+3)=45\). Daraus folgt \(t=3\), also lautet die Zahl 36.
4148617
Die Summe der beiden Ziffern einer zweistelligen Zahl ist 10. Vertauscht man Zehner- und Einerziffer, entsteht eine Zahl, die um 36 kleiner ist als die ursprüngliche Zahl. Bezeichne die Zehnerziffer mit \(x\). Stelle die ursprüngliche und die vertauschte Zahl als Terme in \(x\) dar, formuliere daraus eine Gleichung und bestimme die ursprüngliche Zahl.

Denkanstöße

- Nutze die Ziffernsumme, um die Einerziffer mit \(x\) auszudrücken. - Beim Vertauschen ändern sich die Stellenwerte 10 und 1. - Welche der beiden Zahlen ist laut Text um 36 größer?

Lösung

1. Die Einerziffer ist \(10-x\). 2. Ursprüngliche Zahl: \(10x+(10-x)\). Vertauschte Zahl: \(10(10-x)+x\). 3. Die Differenzbedingung ergibt \(10x+(10-x)-36=10(10-x)+x\). 4. Vereinfachen liefert \(9x-26=100-9x\), also \(18x=126\) und \(x=7\). 5. Die ursprüngliche Zahl ist 73.

Antwort

Ursprüngliche Zahl: \(10x+(10-x)\). Vertauschte Zahl: \(10(10-x)+x\). Gleichung: \(10x+(10-x)-36=10(10-x)+x\). Daraus folgt \(x=7\), also lautet die ursprüngliche Zahl 73.
4224687
Löse die folgenden Zahlenrätsel mithilfe von Gleichungen. Zu jeder Teilaufgabe müssen die aufgestellte Gleichung und die Lösung angegeben werden. 1) Addiert man 17 zum Doppelten einer Zahl \(n\), so erhält man 45. 2) Subtrahiert man eine unbekannte Zahl \(z\) von 100, so ist das Ergebnis genauso groß wie das Vierfache von 18. 3) Multipliziert man die Summe aus einer Zahl \(k\) und \(2\frac15\) mit 5, erhält man 25.

Denkanstöße

- In 1) muss das Doppelte der unbekannten Zahl als ein Term erscheinen. - In 2) unterscheide „von 100 subtrahieren“ von „100 von einer Zahl subtrahieren“. - In 3) bezieht sich die Multiplikation mit 5 auf die ganze Summe.

Lösung

1. \(2n+17=45\Rightarrow2n=28\Rightarrow n=14\). 2. \(100-z=4\cdot18\Rightarrow100-z=72\Rightarrow z=28\). 3. \(5(k+2{,}2)=25\Rightarrow k+2{,}2=5\Rightarrow k=2{,}8\).

Antwort

1) \(2n+17=45\), also \(n=14\). 2) \(100-z=4\cdot18\), also \(z=28\). 3) \(5(k+2{,}2)=25\), also \(k=2{,}8\).
4224857
In einer Spardose liegt anfangs ein unbekannter Geldbetrag \(x\). Addiert man das Doppelte dieses Betrags, die Hälfte des ursprünglichen Betrags und weitere \(12\,\text{€}\), erhält man \(107\,\text{€}\). Stelle genau aus diesen drei Summanden eine Gleichung auf und löse sie.

Denkanstöße

- Der „ursprüngliche Betrag“ ist in beiden variablen Summanden derselbe Wert \(x\). - Schreibe das Doppelte und die Hälfte zunächst getrennt auf. - Die festen \(12\,\text{€}\) werden erst danach addiert.

Lösung

1. Die Beschreibung führt zu \(2x+\frac12x+12=107\). 2. Zusammenfassen ergibt \(\frac52x+12=107\). 3. Subtraktion von 12 ergibt \(\frac52x=95\). 4. Multiplikation mit \(\frac25\) ergibt \(x=38\).

Antwort

Gleichung: \(2x+\frac12x+12=107\). Daraus folgt \(x=38\). Anfangs waren \(38\,\text{€}\) in der Spardose.
4225087
Zwei Balkenwaagen sind im Gleichgewicht. Auf der ersten liegen links drei identische Holzwürfel und \(200\,\text{g}\), rechts \(800\,\text{g}\). Auf der zweiten liegen links zwei dieser Würfel und ein unbekanntes Gewichtsstück \(y\), rechts \(500\,\text{g}\). Stelle für jede Waage eine Gleichung auf. Bestimme mit der ersten Gleichung die Masse \(x\) eines Würfels und verwende diesen Wert anschließend in der zweiten Gleichung, um \(y\) zu bestimmen.

Denkanstöße

- Die zweite Waage kann erst ausgewertet werden, wenn du die Würfelmasse aus der ersten kennst. - Jede Waage liefert eine eigene Gleichheit zwischen linker und rechter Seite. - Setze den Wert von \(x\) erst nach dem Lösen der ersten Gleichung in die zweite ein.

Lösung

1. Erste Waage: \(3x+200=800\), also \(3x=600\) und \(x=200\). 2. Zweite Waage: \(2x+y=500\). 3. Einsetzen von \(x=200\) ergibt \(400+y=500\), also \(y=100\).

Antwort

Erste Gleichung: \(3x+200=800\), daraus \(x=200\,\text{g}\). Zweite Gleichung: \(2x+y=500\). Mit \(x=200\) folgt \(y=100\,\text{g}\).
4225287
Bei einem Sportfest werden insgesamt \(220\) Urkunden verteilt: Siegerurkunden, Ehrenurkunden und Teilnehmerurkunden. Es gibt \(20\) Ehrenurkunden mehr als Siegerurkunden. Die Anzahl der Teilnehmerurkunden ist genau viermal so groß wie die Anzahl der Ehrenurkunden. Bestimme die Anzahl der jeweiligen Urkundenarten durch das Aufstellen und Lösen einer Gleichung.

Denkanstöße

- Beginne damit, eine Urkundenart als \(x\) festzulegen. Meist ist die kleinste Menge am besten geeignet. - Achte beim Aufstellen der Terme darauf, dass sich der Faktor 4 auf die gesamte Anzahl der Ehrenurkunden bezieht (denke an Klammern). - Die Summe aller drei Terme muss die Gesamtzahl der Urkunden ergeben. - Prüfe am Ende, ob deine drei berechneten Zahlen zusammen wirklich die Gesamtzahl ergeben.

Lösung

1. Festlegen der Variable: \(x\) sei die Anzahl der Siegerurkunden. 2. Aufstellen der Terme: Ehrenurkunden = \(x + 20\); Teilnehmerurkunden = \(4(x + 20)\). 3. Aufstellen der Gleichung für die Gesamtzahl: \(x + (x + 20) + 4(x + 20) = 220\). 4. Auflösen der Klammern: \(x + x + 20 + 4x + 80 = 220\). 5. Zusammenfassen der Glieder: \(6x + 100 = 220\). 6. Isolieren von \(x\): \(6x = 120 \implies x = 20\). 7. Berechnung der Werte: Siegerurkunden = \(20\), Ehrenurkunden = \(20 + 20 = 40\), Teilnehmerurkunden = \(4 \cdot 40 = 160\).

Antwort

Setze \(x\) als Anzahl der Siegerurkunden. Dann sind \(x+20\) die Ehrenurkunden und \(4(x+20)\) die Teilnehmerurkunden. Gleichung: \(x+(x+20)+4(x+20)=220\). Daraus folgt \(x=20\). Es wurden \(20\) Siegerurkunden, \(40\) Ehrenurkunden und \(160\) Teilnehmerurkunden verteilt.
4228327
Die Summe von drei aufeinanderfolgenden ungeraden Zahlen beträgt 105. Haruto Sato behauptet: „Teilt man die Summe durch 3, erhält man immer die mittlere der drei Zahlen.“ Bezeichne die kleinste Zahl mit \(x\), stelle für die drei ungeraden Zahlen eine Gleichung auf und löse sie. Prüfe anschließend Harutos Aussage für diesen Fall.

Denkanstöße

- Zwei aufeinanderfolgende ungerade Zahlen unterscheiden sich um 2. - Die Gleichung soll alle drei Zahlenterme enthalten. - Prüfe Harutos Aussage erst mit der gefundenen mittleren Zahl.

Lösung

1. Die drei Zahlen sind \(x\), \(x+2\) und \(x+4\). 2. Es gilt \(x+(x+2)+(x+4)=105\). 3. Daraus folgt \(3x+6=105\), also \(x=33\). 4. Die Zahlen sind 33, 35 und 37. Außerdem ist \(105:3=35\), also stimmt die Aussage in diesem Fall.

Antwort

Gleichung: \(x+(x+2)+(x+4)=105\). Die Zahlen sind 33, 35 und 37. Für diesen Fall stimmt Harutos Aussage, denn \(105:3=35\).
4228367
Beim Anmischen von Beton werden Zement, Sand und Kies im Verhältnis \(1:4:8\) verwendet. Es sind genau \(60\,\text{kg}\) mehr Kies als Sand vorhanden. Bezeichne die Zementmenge mit \(x\). Stelle aus der Differenz von Kies und Sand eine Gleichung auf, löse sie und bestimme anschließend die Gesamtmasse.

Denkanstöße

- Verwende einen gemeinsamen Verhältnisfaktor \(x\) für alle drei Bestandteile. - Die gegebene Zahl 60 beschreibt eine Differenz, nicht die Gesamtmasse. - Berechne die Gesamtmasse erst, nachdem du \(x\) bestimmt hast.

Lösung

1. Zement, Sand und Kies haben die Massen \(x\), \(4x\) und \(8x\). 2. Die Differenzbedingung ergibt \(8x-4x=60\). 3. Daraus folgt \(4x=60\) und \(x=15\). 4. Die Gesamtmasse beträgt \(x+4x+8x=13x=195\,\text{kg}\).

Antwort

Gleichung: \(8x-4x=60\). Zement: \(15\,\text{kg}\). Gesamtmasse: \(195\,\text{kg}\).
4228627
Drei aufeinanderfolgende ungerade Zahlen haben die Summe 153. a) Bezeichne die kleinste Zahl mit \(x\), stelle eine Gleichung auf und bestimme alle drei Zahlen. b) Erkläre, warum drei aufeinanderfolgende gerade Zahlen niemals die Summe 153 haben können.

Denkanstöße

- Aufeinanderfolgende ungerade Zahlen unterscheiden sich jeweils um 2. - In b) brauchst du keine neue Gleichung; nutze die Parität der Summanden. - Achte darauf, dass die Begründung für b) allgemein gilt.

Lösung

1. Die ungeraden Zahlen sind \(x\), \(x+2\), \(x+4\). 2. Daher gilt \(x+(x+2)+(x+4)=153\). 3. Daraus folgt \(3x+6=153\), also \(x=49\). Die Zahlen sind 49, 51, 53. 4. Die Summe dreier gerader Zahlen ist gerade; 153 ist ungerade.

Antwort

a) Gleichung: \(x+(x+2)+(x+4)=153\). Die Zahlen sind 49, 51 und 53. b) Drei gerade Zahlen haben eine gerade Summe. Daher kann ihre Summe nicht 153 sein.
4228767
Ein \(100\,\text{cm}\) langes Seil wird in drei Teile geschnitten. Das erste ist doppelt so lang wie das zweite, das dritte \(5\,\text{cm}\) kürzer als das erste. Bezeichne die Länge des zweiten Stücks mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der alle drei Stücke als Summanden vorkommen, und bestimme ihre Längen.

Denkanstöße

- Wähle das zweite Stück als Ausgangsvariable. - Das dritte Stück wird über das erste beschrieben, nicht direkt über das zweite. - Die Summe aller drei Längen ist 100.

Lösung

1. Zweites Stück: \(x\), erstes Stück: \(2x\), drittes Stück: \(2x-5\). 2. Es gilt \(2x+x+(2x-5)=100\). 3. Daraus folgt \(5x-5=100\), also \(x=21\). 4. Die Längen sind 42, 21 und \(37\,\text{cm}\).

Antwort

Gleichung: \(2x+x+(2x-5)=100\). Die drei Stücke sind \(42\,\text{cm}\), \(21\,\text{cm}\) und \(37\,\text{cm}\) lang.
4228867
Drei Klassen sammeln zusammen \(510\,\text{€}\). Klasse 7b sammelt genau \(\frac23\) des Betrags der 7a, Klasse 7c nochmals \(15\,\text{€}\) weniger als 7b. Bezeichne den Betrag der 7a mit \(x\). Stelle eine Gleichung mit allen drei Klassen auf und bestimme die drei Beträge.

Denkanstöße

- Drücke zuerst 7b als Anteil von 7a aus. - Die 15 Euro werden erst beim Term für 7c abgezogen. - Die drei Beträge müssen zusammen genau 510 Euro ergeben.

Lösung

1. 7a: \(x\), 7b: \(\frac23x\), 7c: \(\frac23x-15\). 2. Es gilt \(x+\frac23x+(\frac23x-15)=510\). 3. Zusammenfassen ergibt \(\frac73x-15=510\), also \(\frac73x=525\) und \(x=225\). 4. Die Beträge sind 225, 150 und \(135\,\text{€}\).

Antwort

Gleichung: \(x+\frac23x+(\frac23x-15)=510\). 7a: \(225\,\text{€}\), 7b: \(150\,\text{€}\), 7c: \(135\,\text{€}\).
4229387
Eine Wandergruppe legt in drei Tagen insgesamt \(46\,\text{km}\) zurück. Am zweiten Tag wandert sie das \(1{,}5\)-Fache der Strecke des ersten Tages; am dritten Tag \(2\,\text{km}\) weniger als am zweiten. Bezeichne die Strecke des ersten Tages mit \(x\). Stelle eine Gleichung mit allen drei Tagesstrecken auf und bestimme jede Strecke.

Denkanstöße

- Drücke zuerst den zweiten Tag mit der Strecke des ersten Tages aus. - Der dritte Tag ist um 2 km kürzer als der zweite, nicht als der erste. - Alle drei Terme müssen zusammen 46 ergeben.

Lösung

1. Die Tagesstrecken sind \(x\), \(1{,}5x\) und \(1{,}5x-2\). 2. Ihre Summe ergibt \(x+1{,}5x+(1{,}5x-2)=46\). 3. Daraus folgt \(4x-2=46\), also \(x=12\). 4. Die Strecken sind 12, 18 und \(16\,\text{km}\).

Antwort

Gleichung: \(x+1{,}5x+(1{,}5x-2)=46\). Tag 1: \(12\,\text{km}\), Tag 2: \(18\,\text{km}\), Tag 3: \(16\,\text{km}\).
4229407
Drei Schulklassen haben zusammen \(720\,\text{€}\) gesammelt. Klasse 7b hat \(40\,\text{€}\) mehr als 7a. Klasse 7c hat genauso viel gesammelt wie 7a und 7b zusammen. 1) Bezeichne den Betrag der 7a mit \(x\), stelle eine Gleichung mit allen drei Klassen auf und bestimme die Einzelbeträge. 2) Welchen Anteil am Gesamtbetrag hat 7c gesammelt? Gib ihn als Bruch oder Prozentsatz an.

Denkanstöße

- Stelle 7b zunächst als Term in \(x\) dar. - Der Term für 7c ist die Summe der ersten beiden Klassenterme. - Den Anteil in Teil 2 berechnest du erst aus dem gefundenen Betrag der 7c.

Lösung

1. 7a sammelt \(x\), 7b \(x+40\), 7c \(x+(x+40)=2x+40\). 2. Gesamtgleichung: \(x+(x+40)+(2x+40)=720\). 3. Daraus folgt \(4x+80=720\), also \(x=160\). 4. Die Beträge sind 160, 200 und 360 Euro. 7c hat \(360:720=\frac12=50\,\%\) gesammelt.

Antwort

1) Gleichung: \(x+(x+40)+(2x+40)=720\). 7a: \(160\,\text{€}\), 7b: \(200\,\text{€}\), 7c: \(360\,\text{€}\). 2) Anteil der 7c: \(\frac12=50\,\%\).
4229437
In einem Versandzentrum gibt es drei Paketgrößen: klein, mittel und groß. Ein mittleres Paket wiegt \(2\,\text{kg}\) mehr als ein kleines Paket. Ein großes Paket ist genau doppelt so schwer wie ein kleines Paket. Auf einem Rollwagen liegen 10 kleine, 5 mittlere und 2 große Pakete, die zusammen \(86\,\text{kg}\) wiegen. Berechne das Gewicht für jede Paketgröße.

Denkanstöße

- Überlege dir, welches Paketgewicht du als Grundwert (Variable) festlegst. - Wie kannst du die Gewichte der anderen Pakete im Verhältnis dazu beschreiben? - Wie oft kommt jede Paketart in der Gesamtrechnung vor? - Erstelle eine Gleichung, die alle Pakete und ihr Gesamtgewicht berücksichtigt.

Lösung

1. Festlegen der Variablen \(x\) für das Gewicht eines kleinen Pakets in \(\text{kg}\). 2. Ausdrücken der Gewichte der anderen Pakete durch \(x\): mittleres Paket = \(x + 2\), großes Paket = \(2x\). 3. Aufstellen der Gleichung für das Gesamtgewicht aller Pakete: \(10x + 5(x + 2) + 2(2x) = 86\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(10x + 5x + 10 + 4x = 86 \Rightarrow 19x + 10 = 86\). 5. Lösen der Gleichung: \(19x = 76 \Rightarrow x = 4\). 6. Berechnung der einzelnen Gewichte: kleines Paket \(4\,\text{kg}\), mittleres Paket \(4 + 2 = 6\,\text{kg}\), großes Paket \(2 \cdot 4 = 8\,\text{kg}\).

Antwort

Ein kleines Paket wiegt \(4\,\text{kg}\), ein mittleres Paket \(6\,\text{kg}\) und ein großes Paket \(8\,\text{kg}\).
4237447
In einer Obstkiste befinden sich Äpfel und Birnen. Die Masse der Äpfel ist dreimal so groß wie die Masse der Birnen. Würde man \(2\,\text{kg}\) Äpfel aus der Kiste nehmen und stattdessen \(5\,\text{kg}\) Birnen hinzufügen, wäre die Masse der Birnen immer noch um \(3\,\text{kg}\) geringer als die Masse der verbleibenden Äpfel. Berechne, wie viele Kilogramm Birnen ursprünglich in der Kiste waren.

Denkanstöße

- Stelle zuerst Terme für die Mengen am Anfang auf. - Wie verändern sich diese Terme, wenn Obst dazukommt oder weggenommen wird? - Wie hängen die neuen Mengen am Ende zusammen? Achte darauf, welcher Teil größer ist. - Kannst du die Situation nach der Änderung in einer Gleichung zusammenfassen?

Lösung

1. Definition der Variable \(b\) für die ursprüngliche Masse der Birnen in kg. Die Masse der Äpfel beträgt dann \(3b\). 2. Bestimmung der neuen Massen nach der Änderung: Äpfel \(3b - 2\), Birnen \(b + 5\). 3. Aufstellen der Gleichung gemäß der Bedingung (Birnenmasse ist Äpfelmasse minus \(3\,\text{kg}\)): \(b + 5 = (3b - 2) - 3\). 4. Vereinfachen der Gleichung: \(b + 5 = 3b - 5\). 5. Umformen durch Addition von 5 und Subtraktion von \(b\): \(10 = 2b\). 6. Lösung der Gleichung: \(b = 5\). 7. Zu Beginn waren \(5\,\text{kg}\) Birnen in der Kiste.

Antwort

Ursprünglich waren \(5\,\text{kg}\) Birnen in der Kiste.
4237727
Drei Mehlbeutel wiegen zusammen \(10{,}5\,\text{kg}\). Beutel A ist doppelt so schwer wie B; Beutel C ist \(1{,}5\,\text{kg}\) leichter als A. Bezeichne die Masse von B mit \(x\). Stelle die Gesamtgleichung auf und bestimme alle drei Massen.

Denkanstöße

- Verwende B als Ausgangsgröße. - Der Term für C entsteht aus dem Term für A. - Alle drei Massen zusammen ergeben \(10{,}5\,\text{kg}\).

Lösung

1. B wiegt \(x\), A \(2x\), C \(2x-1{,}5\). 2. Es gilt \(2x+x+(2x-1{,}5)=10{,}5\). 3. Daraus folgt \(5x=12\), also \(x=2{,}4\). 4. A wiegt \(4{,}8\,\text{kg}\), C \(3{,}3\,\text{kg}\).

Antwort

Gleichung: \(2x+x+(2x-1{,}5)=10{,}5\). A: \(4{,}8\,\text{kg}\), B: \(2{,}4\,\text{kg}\), C: \(3{,}3\,\text{kg}\).
4239647
Ein ferngesteuertes Fahrzeug hat ein Vorderrad mit Umfang \(20\,\text{cm}\) und ein Hinterrad mit Umfang \(30\,\text{cm}\). Auf derselben Teststrecke macht das Vorderrad genau 15 Umdrehungen mehr. Bezeichne die Streckenlänge in Zentimetern mit \(s\). Stelle über die beiden Umdrehungszahlen eine lineare Gleichung in \(s\) auf und bestimme die Streckenlänge in Metern.

Denkanstöße

- Anzahl der Umdrehungen ist Strecke geteilt durch Radumfang. - Beide Räder legen dieselbe Strecke zurück, haben aber verschiedene Umdrehungszahlen. - Welche der beiden Umdrehungszahlen ist um 15 größer?

Lösung

1. Die Umdrehungszahlen sind \(s:20\) und \(s:30\). 2. Die Differenzbedingung ergibt \(\frac{s}{20}=\frac{s}{30}+15\). 3. Multiplikation mit 60 ergibt \(3s=2s+900\), also \(s=900\,\text{cm}\). 4. Das sind \(9\,\text{m}\).

Antwort

Gleichung: \(\frac{s}{20}=\frac{s}{30}+15\). Daraus folgt \(s=900\,\text{cm}=9\,\text{m}\).
4239777
Das Verhältnis zweier Zahlen entspricht \(3{,}6:1{,}2\), ihre Summe ist 44. Vereinfache zunächst das Verhältnis. Bezeichne die kleinere Zahl mit \(x\), stelle eine Gleichung für die Summe auf und bestimme beide Zahlen.

Denkanstöße

- Kürze beide Verhältniswerte durch denselben Faktor. - Verwende danach einen gemeinsamen Verhältnisfaktor \(x\). - Die beiden Zahlenterme müssen zusammen 44 ergeben.

Lösung

1. \(3{,}6:1{,}2=3:1\). 2. Die Zahlen können daher als \(3x\) und \(x\) beschrieben werden. 3. Aus \(3x+x=44\) folgt \(4x=44\), also \(x=11\). 4. Die Zahlen sind 11 und 33.

Antwort

Vereinfachtes Verhältnis: \(3:1\). Gleichung: \(3x+x=44\). Die Zahlen sind 11 und 33.
4239807
Eine Radsportgruppe plant eine dreitägige Tour über insgesamt \(180\,\text{km}\). Die Etappen sind wie folgt geplant: - Am zweiten Tag soll die Strecke doppelt so lang sein wie am ersten Tag. - Die Strecke für den dritten Tag ist so gewählt, dass sie \(15\,\text{km}\) kürzer ist als die Etappe des zweiten Tages. a) Stelle eine Gleichung auf, um die Länge der ersten Etappe \(x\) (in \(\text{km}\)) zu bestimmen. b) Berechne die Länge jeder einzelnen Tagesetappe. c) Überlege ohne neu zu rechnen: Wie würde sich die Gleichung aus Teil a) verändern, wenn die Strecke am dritten Tag stattdessen genau \(10\,\text{km}\) länger als am ersten Tag geplant wäre?

Denkanstöße

- Achte bei Teil b darauf, dass sich die Angabe für den dritten Tag auf den zweiten Tag bezieht. - Wie hängen die drei Tage zusammen, um die Gesamtlänge zu ergeben? - In Teil c musst du nur den Term für den dritten Tag in deiner ursprünglichen Gleichung ersetzen.

Lösung

1. Zu Teil a): Festlegen der Terme: Tag 1 = \(x\), Tag 2 = \(2x\), Tag 3 = \(2x - 15\). Gesamte Gleichung: \(x + 2x + (2x - 15) = 180\). 2. Zu Teil b): Zusammenfassen der Gleichung: \(5x - 15 = 180\). Lösen nach \(x\): \(5x = 195 \Rightarrow x = 39\). 3. Berechnung der Etappen: Tag 1 = \(39\,\text{km}\), Tag 2 = \(2 \cdot 39 = 78\,\text{km}\), Tag 3 = \(78 - 15 = 63\,\text{km}\). 4. Zu Teil c): Analyse der neuen Bedingung: Tag 3 wäre dann \(x + 10\). Die neue Gleichung lautet: \(x + 2x + (x + 10) = 180\) oder vereinfacht \(4x + 10 = 180\).

Antwort

a) \(x + 2x + (2x - 15) = 180\) (oder vereinfacht \(5x - 15 = 180\)). b) Tag 1: \(39\,\text{km}\), Tag 2: \(78\,\text{km}\), Tag 3: \(63\,\text{km}\). c) Die Gleichung würde \(x + 2x + (x + 10) = 180\) (oder \(4x + 10 = 180\)) lauten.
4239867
Ein Schulgarten mit \(750\,\text{m}^2\) wird in Gemüsebeet, Blumenwiese und Rasen geteilt. Der Rasen ist so groß wie Gemüsebeet und Blumenwiese zusammen; das Gemüsebeet ist \(\frac23\) so groß wie die Blumenwiese. Bezeichne die Fläche der Blumenwiese mit \(x\). Stelle alle drei Flächen als Terme in \(x\) dar, formuliere die Gesamtgleichung und bestimme die Flächen.

Denkanstöße

- Wähle die Blumenwiese als Variable, weil das Gemüsebeet direkt als Anteil davon beschrieben ist. - Der Rasen ist die Summe der beiden anderen Flächen. - Erst danach addierst du alle drei Flächen zur Gesamtfläche.

Lösung

1. Blumenwiese: \(x\), Gemüsebeet: \(\frac23x\). 2. Rasen: \(x+\frac23x=\frac53x\). 3. Gesamtgleichung: \(\frac23x+x+\frac53x=750\). 4. Damit \(\frac{10}{3}x=750\), also \(x=225\). 5. Gemüsebeet: 150, Rasen: \(375\,\text{m}^2\).

Antwort

Terme: Blumenwiese \(x\), Gemüsebeet \(\frac23x\), Rasen \(\frac53x\). Gleichung: \(\frac23x+x+\frac53x=750\). Gemüsebeet: \(150\,\text{m}^2\), Blumenwiese: \(225\,\text{m}^2\), Rasen: \(375\,\text{m}^2\).
4239907
Lukas hat \(12\) Sammelkarten mehr als Marie. Wenn Marie ihre Anzahl an Karten vervierfacht und Lukas seine Anzahl verdreifacht, hat Marie \(10\) Karten mehr als Lukas. Wie viele Karten hatten Marie und Lukas jeweils zu Beginn?

Denkanstöße

- Welche Information hilft dir, die Kartenanzahl von Lukas durch die von Marie auszudrücken? - Wie verändern sich die Anzahlen durch das Vervierfachen oder Verdreifachen? - Wenn eine Person nach der Änderung mehr Karten hat, wie kannst du das in einer Gleichung mit einem Gleichheitszeichen schreiben? - Achte beim Aufstellen der Gleichung besonders darauf, wie du die Klammern setzt.

Lösung

1. Festlegen der Variable \(x\) für Maries ursprüngliche Kartenanzahl. 2. Aufstellen des Terms für Lukas’ Kartenanzahl: \(x + 12\). 3. Bestimmen der neuen Kartenmengen: Marie hat \(4x\), Lukas hat \(3(x + 12)\). 4. Aufstellen der Gleichung unter Berücksichtigung der Differenz von \(10\) Karten: \(4x = 3(x + 12) + 10\). 5. Auflösen der Klammer und Zusammenfassen der rechten Seite: \(4x = 3x + 36 + 10\), also \(4x = 3x + 46\). 6. Isolieren von \(x\) durch Subtraktion von \(3x\): \(x = 46\). 7. Berechnung von Lukas’ Kartenanzahl: \(46 + 12 = 58\).

Antwort

Marie hatte zu Beginn \(46\) Karten und Lukas hatte \(58\) Karten.
4239927
Zwei Behälter enthalten Wasser. In Behälter 1 befinden sich \(10\,\text{l}\) mehr als in Behälter 2. Wenn man \(5\,\text{l}\) Wasser aus Behälter 2 in Behälter 1 umgießt, enthält Behälter 1 genau dreimal so viel Wasser wie Behälter 2. a) Berechne die Wassermenge, die ursprünglich in jedem der beiden Behälter war. b) Wenn \(x\) die ursprüngliche Wassermenge in Behälter 2 beschreibt, erkläre die Bedeutung des Terms \((x - 5)\) im Sachzusammenhang.

Denkanstöße

- Beginne damit, die Mengen beider Behälter mithilfe einer Variablen \(x\) zu beschreiben. - Was passiert mit der Wassermenge in Behälter 1, wenn Wasser aus Behälter 2 hinzugefügt wird? - Achte bei der Gleichung darauf, welches Vielfache (hier das Dreifache) auf welche Seite der Gleichung gehört, damit die Waage im Gleichgewicht ist. - Was gibt ein Subtraktionsterm wie \((x - 5)\) allgemein an, wenn \(x\) ein Startwert ist?

Lösung

1. Festlegen der Variablen: \(x\) ist die Menge in Behälter 2. Behälter 1 enthält \(x + 10\). 2. Mengen nach dem Umgießen: Behälter 2 hat \(x - 5\), Behälter 1 hat \((x + 10) + 5 = x + 15\). 3. Aufstellen der Gleichung für das neue Verhältnis: \(x + 15 = 3(x - 5)\). 4. Lösen der Gleichung: \(x + 15 = 3x - 15\). Durch Umformen erhält man \(2x = 30\), also \(x = 15\). 5. Berechnung der Menge für Behälter 1: \(15 + 10 = 25\). 6. Interpretation des Terms: Der Term \((x - 5)\) stellt die Wassermenge dar, die nach dem Umgießen noch in Behälter 2 vorhanden ist.

Antwort

a) Ursprünglich waren in Behälter 1 \(25\,\text{l}\) und in Behälter 2 \(15\,\text{l}\) Wasser. b) Der Term \((x - 5)\) beschreibt die Wassermenge in Litern, die nach der Entnahme von \(5\,\text{l}\) in Behälter 2 verbleibt.
4239947
Klasse 7a hat \(120\,\text{€}\), Klasse 7b \(100\,\text{€}\). 7a entnimmt \(x\) Euro, 7b genau \(20\,\text{€}\) mehr. Danach hat 7a noch dreimal so viel Geld wie 7b. Stelle die Gleichung der beiden Restbeträge auf und bestimme beide Entnahmen.

Denkanstöße

- Bilde zuerst beide Restbeträge nach den Entnahmen. - Die Entnahme der 7b ist \(x+20\). - „7a hat dreimal so viel wie 7b“ bezieht sich auf die Restbeträge.

Lösung

1. Rest 7a: \(120-x\). 2. Rest 7b: \(100-(x+20)=80-x\). 3. Bedingung: \(120-x=3(80-x)\). 4. Daraus folgt \(120-x=240-3x\), also \(2x=120\) und \(x=60\). 5. 7b entnimmt 80 Euro.

Antwort

Gleichung: \(120-x=3(80-x)\). 7a entnimmt \(60\,\text{€}\), 7b \(80\,\text{€}\).
4239957
Lukas hat \(50\,\text{€}\) in seiner Spardose und spart jede Woche \(5\,\text{€}\) von seinem Taschengeld dazu. Seine Schwester Sarah hat erst \(20\,\text{€}\) gespart, legt aber jede Woche \(8\,\text{€}\) beiseite. Nach wie vielen Wochen wird Sarah genau das \(1{,}2\)-Fache von Lukas’ Betrag gespart haben?

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, wie viel Geld jeder nach einer Woche, zwei Wochen oder allgemein nach \(x\) Wochen hat. - Wie kannst du mathematisch ausdrücken, dass ein Wert das \(1{,}2\)-Fache eines anderen Wertes ist? - Stelle eine Gleichung auf, in der Sarahs Term auf der einen Seite und Lukas’ Term (multipliziert mit dem Faktor) auf der anderen Seite steht.

Lösung

1. Aufstellen der Terme für das Ersparte nach \(x\) Wochen: Lukas: \(50 + 5x\); Sarah: \(20 + 8x\). 2. Aufstellen der Gleichung gemäß der Bedingung, dass Sarahs Betrag das \(1{,}2\)-Fache von Lukas’ Betrag ist: \(20 + 8x = 1{,}2(50 + 5x)\). 3. Ausmultiplizieren der Klammer: \(20 + 8x = 60 + 6x\). 4. Zusammenfassen und Isolieren der Variable \(x\): \(2x = 40\). 5. Berechnung des Ergebnisses: \(x = 20\).

Antwort

Nach \(20\) Wochen.
4239967
Zwei Wassertanks werden gleichzeitig geleert. Im ersten Tank befinden sich zu Beginn \(500\,\text{l}\) Wasser, wobei pro Minute \(10\,\text{l}\) abfließen. Im zweiten Tank befinden sich anfangs \(800\,\text{l}\) Wasser, hier fließen pro Minute \(30\,\text{l}\) ab. Nach wie vielen Minuten ist im ersten Tank genau doppelt so viel Wasser enthalten wie im zweiten Tank?

Denkanstöße

- Achte darauf, dass das Wasser abfließt – welches Rechenzeichen benötigst du daher in deinem Term? - Wenn eine Menge doppelt so groß sein soll wie eine andere, welche Seite der Gleichung musst du mit 2 multiplizieren, damit beide Seiten gleich sind? - Kannst du die Situation für einen bestimmten Zeitpunkt (z. B. nach 10 Minuten) testen, um zu sehen, ob dein Ansatz stimmt?

Lösung

1. Definition der Variable \(t\) für die Zeit in Minuten. 2. Aufstellen der Terme für den Wasserstand: Tank 1: \(500 - 10t\); Tank 2: \(800 - 30t\). 3. Aufstellen der Gleichung basierend auf der Bedingung (Tank 1 ist doppelt so voll wie Tank 2): \(500 - 10t = 2(800 - 30t)\). 4. Auflösen der Klammer: \(500 - 10t = 1600 - 60t\). 5. Umformen der Gleichung: \(50t = 1100\). 6. Berechnung der Zeit: \(t = 22\).

Antwort

Nach \(22\) Minuten.
4240047
Akku 1 startet mit \(4200\,\text{mAh}\), Akku 2 mit \(3500\,\text{mAh}\). Akku 1 verliert während der Nutzung doppelt so viele Milliamperestunden wie Akku 2. Am Ende hat Akku 2 noch \(200\,\text{mAh}\) mehr Restladung als Akku 1. Bezeichne den Verlust von Akku 2 mit \(x\). Stelle die Gleichung der Restladungen auf und bestimme beide Verluste.

Denkanstöße

- Verwende den kleineren Verlust als Variable. - Ziehe die jeweiligen Verluste von den Startladungen ab. - Welche Restladung ist am Ende um 200 größer?

Lösung

1. Akku 2 verliert \(x\), Akku 1 \(2x\). 2. Restladungen: \(3500-x\) und \(4200-2x\). 3. Die Bedingung ergibt \(3500-x=(4200-2x)+200\). 4. Daraus folgt \(3500-x=4400-2x\), also \(x=900\). 5. Akku 1 verliert \(1800\,\text{mAh}\).

Antwort

Gleichung: \(3500-x=(4200-2x)+200\). Akku 2 verliert \(900\,\text{mAh}\), Akku 1 \(1800\,\text{mAh}\).
4240067
Eine zweitägige Wandertour ist im Verhältnis \(3:2\) aufgeteilt. Die erste Etappe ist \(15\,\text{km}\) länger als die zweite. a) Bezeichne einen Verhältnisanteil mit \(x\) Kilometern, stelle die Differenzgleichung auf und bestimme beide Etappen. b) Die Gesamtstrecke soll unverändert auf zwei gleich lange Etappen verteilt werden. Wie viele Kilometer müssen vom ersten auf den zweiten Tag verschoben werden?

Denkanstöße

- Nutze für das Verhältnis zwei Vielfache derselben Variablen. - Die Differenz der Etappen beträgt 15 km. - In b) bleibt die Summe gleich, aber beide neuen Etappen sollen gleich groß sein.

Lösung

1. Die Etappen sind \(3x\) und \(2x\). 2. Aus \(3x-2x=15\) folgt \(x=15\). 3. Die Etappen sind 45 und 30 km; zusammen 75 km. 4. Gleich verteilt sind es je \(37{,}5\,\text{km}\). Daher werden \(7{,}5\,\text{km}\) verschoben.

Antwort

a) Gleichung: \(3x-2x=15\). Die Etappen sind \(45\,\text{km}\) und \(30\,\text{km}\). b) Es müssen \(7{,}5\,\text{km}\) vom ersten auf den zweiten Tag verschoben werden.
4240077
Auf zwei Parkplätzen A und B stehen Autos im Verhältnis \(2 : 3\). Wenn \(12\) Autos von Parkplatz A auf Parkplatz B fahren, stehen die Anzahlen der Autos auf den Plätzen im neuen Verhältnis \(1 : 2\). Bestimme, wie viele Autos ursprünglich auf jedem Parkplatz standen.

Denkanstöße

- Was bedeutet ein Verhältnis von \(2 : 3\) für die Anzahl der „Teile“, in die man die Autos aufteilen kann? - Wie verändert sich die Anzahl auf jedem Parkplatz, wenn Autos von einem zum anderen fahren? - Versuche, für die Anzahl der Autos pro „Teil“ eine Variable wie \(x\) zu verwenden. - Kannst du aus dem neuen Verhältnis eine Gleichung aufstellen?

Lösung

1. Festlegen der Variablen basierend auf dem Anfangsverhältnis: Parkplatz A hat \(2x\) Autos, Parkplatz B hat \(3x\) Autos. 2. Bestimmen der Anzahlen nach dem Wechsel: Parkplatz A hat \(2x - 12\) Autos, Parkplatz B hat \(3x + 12\) Autos. 3. Aufstellen der Verhältnisgleichung: \(\frac{2x - 12}{3x + 12} = \frac{1}{2}\). 4. Lösen der Gleichung durch Multiplikation über Kreuz: \(2 \cdot (2x - 12) = 1 \cdot (3x + 12)\). 5. Vereinfachen und nach \(x\) auflösen: \(4x - 24 = 3x + 12 \Rightarrow x = 36\). 6. Berechnung der ursprünglichen Anzahlen: Parkplatz A: \(2 \cdot 36 = 72\), Parkplatz B: \(3 \cdot 36 = 108\).

Antwort

Ursprünglich standen auf Parkplatz A \(72\) Autos und auf Parkplatz B \(108\) Autos.
4240087
In einem Schulchor stehen die Anzahlen der Jungen und Mädchen im Verhältnis \(3 : 7\). Nachdem \(8\) Jungen neu zum Chor dazugekommen sind und gleichzeitig \(4\) Mädchen den Chor verlassen haben, stehen die Anzahlen im Verhältnis \(1 : 2\). Wie viele Jungen und wie viele Mädchen waren anfangs im Chor?

Denkanstöße

- Überlege dir, wie du die Anzahl der Jungen und Mädchen mit einer Unbekannten ausdrücken kannst, wenn das Verhältnis bekannt ist. - Achte darauf, ob Personen dazukommen oder gehen – wie ändert das deine Terme? - Ein Verhältnis von \(1 : 2\) bedeutet, dass eine Gruppe genau doppelt so groß ist wie die andere. - Kannst du eine Gleichung aufstellen, in der die beiden neuen Mengen zueinander in Beziehung gesetzt werden?

Lösung

1. Definition der Ausgangsmengen mit dem Faktor \(x\): Jungen = \(3x\), Mädchen = \(7x\). 2. Modellierung der Änderung: Jungen neu = \(3x + 8\), Mädchen neu = \(7x - 4\). 3. Aufstellen der Gleichung für das neue Verhältnis: \(\frac{3x + 8}{7x - 4} = \frac{1}{2}\). 4. Umformen der Gleichung: \(2 \cdot (3x + 8) = 1 \cdot (7x - 4)\). 5. Auflösen der Klammern und Isolieren von \(x\): \(6x + 16 = 7x - 4 \Rightarrow x = 20\). 6. Berechnung der gesuchten Werte: Jungen = \(3 \cdot 20 = 60\), Mädchen = \(7 \cdot 20 = 140\).

Antwort

Anfangs waren \(60\) Jungen und \(140\) Mädchen im Chor.
4240107
In einer Werkstatt sind 8 identische LED-Strahler und 2 identische Heizgeräte installiert. Zusammen benötigen sie \(3600\,\text{W}\). Ein Heizgerät benötigt fünfmal so viel Leistung wie ein Strahler. a) Bezeichne die Leistung eines Strahlers mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der Strahler und Heizgeräte getrennt vorkommen, und bestimme beide Einzelleistungen. b) Die Heizgeräte werden um \(20\,\%\) effizienter, ihre Leistungsaufnahme sinkt entsprechend um \(20\,\%\). Wie hoch ist danach die Gesamtleistung?

Denkanstöße

- Schreibe die Leistung eines Heizgeräts als Vielfaches von \(x\). - Berücksichtige in der Gleichung die Anzahl beider Gerätetypen. - Die prozentuale Änderung in b) betrifft nur die Heizgeräte.

Lösung

1. Ein Heizgerät benötigt \(5x\) Watt. 2. Gesamtgleichung: \(8x+2\cdot5x=3600\). 3. Daraus folgt \(18x=3600\), also \(x=200\). Ein Heizgerät benötigt 1000 W. 4. Nach der Senkung benötigt ein Heizgerät \(800\,\text{W}\). Gesamt: \(8\cdot200+2\cdot800=3200\,\text{W}\).

Antwort

a) Gleichung: \(8x+2\cdot5x=3600\). Strahler: \(200\,\text{W}\), Heizgerät: \(1000\,\text{W}\). b) Neue Gesamtleistung: \(3200\,\text{W}\).
4240117
Zwei Pumpen fördern zusammen \(9900\,\text{l}\) Wasser. Pumpe A fördert pro Minute \(10\,\text{l}\) mehr als Pumpe B. A läuft 45 Minuten, B 60 Minuten. Bezeichne die Förderrate von B mit \(x\,\text{l/min}\). Stelle die Gesamtmengen-Gleichung auf und bestimme beide Förderraten.

Denkanstöße

- Fördermenge ist Förderrate mal Laufzeit. - Drücke die Rate von A mit der Rate von B aus. - Addiere die beiden geförderten Gesamtmengen, nicht die Förderraten.

Lösung

1. Förderrate B: \(x\), Förderrate A: \(x+10\). 2. Gesamtgleichung: \(45(x+10)+60x=9900\). 3. Daraus folgt \(105x+450=9900\), also \(x=90\). 4. A fördert \(100\,\text{l/min}\).

Antwort

Gleichung: \(45(x+10)+60x=9900\). Pumpe B: \(90\,\text{l/min}\), Pumpe A: \(100\,\text{l/min}\).
4240127
Zwei Schulklassen pflanzen Bäume für ein Umweltprojekt. Klasse 7a schafft pro Stunde \(3\) Bäume mehr als Klasse 7b. Die Klasse 7a arbeitet \(4\) Stunden lang, während die Klasse 7b insgesamt \(5\) Stunden arbeitet. Zusammen pflanzen sie \(93\) Bäume. a) Stelle eine Gleichung auf, um die Stundenleistung \(x\) (Bäume pro Stunde) der Klasse 7b zu berechnen. b) Wie viele Bäume pflanzt jede Klasse pro Stunde? c) Wie viele Bäume hätte die Klasse 7b insgesamt gepflanzt, wenn sie genauso lange wie Klasse 7a gearbeitet hätte?

Denkanstöße

- Was genau soll die Variable \(x\) in dieser Aufgabe beschreiben? - Wie verändert sich die Gesamtzahl der Bäume, wenn eine Klasse länger oder kürzer arbeitet? - Überlege dir zuerst, wie viele Bäume jede Klasse einzeln in ihrer jeweiligen Arbeitszeit schafft. - Für den letzten Aufgabenteil musst du die bereits berechnete Stundenleistung mit einer neuen Zeitvorgabe kombinieren.

Lösung

1. Aufstellen der Gleichung (Teil a): Mit \(x\) als Stundenleistung der Klasse 7b und \(x + 3\) für Klasse 7a ergibt sich \(4(x + 3) + 5x = 93\). 2. Lösen der Gleichung (Teil b): \(4x + 12 + 5x = 93 \Rightarrow 9x + 12 = 93 \Rightarrow 9x = 81 \Rightarrow x = 9\). 3. Ergebnisse für die Stundenleistungen: Klasse 7b pflanzt \(9\) Bäume pro Stunde, Klasse 7a pflanzt \(9 + 3 = 12\) Bäume pro Stunde. 4. Berechnung für Teil c: Die Klasse 7a arbeitete \(4\) Stunden. Bei einer Stundenleistung von \(9\) Bäumen hätte Klasse 7b in dieser Zeit \(9 \cdot 4 = 36\) Bäume gepflanzt.

Antwort

a) \(4(x + 3) + 5x = 93\) b) Klasse 7a: \(12\) Bäume pro Stunde; Klasse 7b: \(9\) Bäume pro Stunde. c) \(36\) Bäume.
4240177
Ein Wanderer legt vormittags ein Drittel der gesamten Strecke und zusätzlich \(2\,\text{km}\) zurück. Danach wandert er die Hälfte der noch verbleibenden Strecke. Anschließend fehlen noch \(6\,\text{km}\). Bezeichne die Gesamtstrecke mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, die den nach dem Vormittag verbleibenden Weg und die Halbierung dieses Restwegs enthält, und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Bestimme zuerst einen Term für den Rest nach dem Vormittag. - Wenn anschließend genau die Hälfte dieses Rests gewandert wird, wie viel davon bleibt übrig? - Der letzte Rest ist mit 6 km angegeben.

Lösung

1. Nach dem Vormittag bleiben \(x-(\frac13x+2)=\frac23x-2\) Kilometer. 2. Nach dem Zurücklegen der Hälfte bleibt davon ebenfalls die Hälfte übrig: \(\frac12(\frac23x-2)=6\). 3. Daraus folgt \(\frac13x-1=6\), also \(x=21\).

Antwort

Gleichung: \(\frac12(\frac23x-2)=6\). Die Gesamtstrecke beträgt \(21\,\text{km}\).
4240187
In einem Tank befindet sich anfangs \(x\) Liter Wasser. Zuerst werden ein Viertel des Inhalts und zusätzlich \(20\,\text{l}\) entnommen. Von der danach verbleibenden Menge werden \(60\,\%\) verbraucht. Am Ende bleiben \(28\,\text{l}\). Stelle eine Gleichung auf, die beide Entnahmestufen in dieser Reihenfolge abbildet, und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Die zusätzlichen 20 Liter werden nach dem Viertelanteil abgezogen. - Nach dem zweiten Verbrauch bleibt nicht 60 Prozent, sondern der ergänzende Anteil übrig. - Die Klammer muss den gesamten Zwischenstand nach der ersten Entnahme enthalten.

Lösung

1. Nach der ersten Entnahme bleiben \(x-\frac14x-20=\frac34x-20\). 2. Nach Verbrauch von 60 Prozent bleiben 40 Prozent davon: \(0{,}4(\frac34x-20)=28\). 3. Daraus folgt \(0{,}3x-8=28\), also \(0{,}3x=36\) und \(x=120\).

Antwort

Gleichung: \(0{,}4(\frac34x-20)=28\). Anfangs waren \(120\,\text{l}\) im Tank.
4240307
Bei einem Preisschießen gibt es 15 Schüsse. Jeder Treffer zählt 7 Punkte, jeder Fehlschuss \(-3\) Punkte. a) Bezeichne die Trefferzahl mit \(x\). Stelle eine Gleichung für 55 Punkte auf und bestimme \(x\). b) Stelle dieselbe Modellgleichung für 50 Punkte auf. Erkläre anhand der Lösung und der Bedeutung von \(x\), warum dieser Punktestand unmöglich ist.

Denkanstöße

- Drücke die Zahl der Fehlschüsse über die Trefferzahl aus. - Der negative Punktewert gehört zu jedem Fehlschuss. - In b) ist nicht jede algebraische Lösung im Sachzusammenhang zulässig.

Lösung

1. Bei \(x\) Treffern gibt es \(15-x\) Fehlschüsse. 2. Für a) gilt \(7x-3(15-x)=55\). Daraus folgt \(10x-45=55\), also \(x=10\). 3. Für b) gilt \(7x-3(15-x)=50\). Daraus folgt \(10x=95\), also \(x=9{,}5\). 4. Eine Trefferzahl muss ganzzahlig sein; 50 Punkte sind daher nicht erreichbar.

Antwort

a) Gleichung: \(7x-3(15-x)=55\). Trefferzahl: 10. b) Gleichung: \(7x-3(15-x)=50\). Sie führt zu \(x=9{,}5\); da Treffer nur ganzzahlig gezählt werden, sind genau 50 Punkte unmöglich.
4240557
Ein Gärtnerteam plant, täglich \(400\,\text{m}^2\) zu bearbeiten. Tatsächlich schafft es täglich \(500\,\text{m}^2\). Dadurch ist es 2 Tage früher fertig und hat dann sogar \(200\,\text{m}^2\) mehr als die ursprünglich geplante Fläche bearbeitet. Bezeichne die ursprünglich geplante Zahl der Arbeitstage mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, die geplante und tatsächliche bearbeitete Fläche vergleicht, und bestimme die geplante Fläche.

Denkanstöße

- Drücke die geplante Fläche als Tagesleistung mal geplante Tage aus. - Die tatsächliche Zeit ist um 2 Tage kürzer. - Vergleiche die tatsächliche Fläche nicht direkt mit der geplanten Fläche, sondern berücksichtige die zusätzlichen \(200\,\text{m}^2\).

Lösung

1. Geplante Fläche: \(400x\). 2. Tatsächliche Arbeitszeit: \(x-2\) Tage; tatsächlich bearbeitete Fläche: \(500(x-2)\). 3. Diese Fläche ist um 200 größer als die geplante: \(500(x-2)=400x+200\). 4. Daraus folgt \(500x-1000=400x+200\), also \(x=12\). 5. Die geplante Fläche beträgt \(400\cdot12=4800\,\text{m}^2\).

Antwort

Gleichung: \(500(x-2)=400x+200\). Geplante Arbeitszeit: 12 Tage. Ursprünglich geplante Fläche: \(4800\,\text{m}^2\).
4241207
In einer Schulbibliothek sind \(\frac25\) der Medien Romane und \(\frac14\) Sachbücher. Von den danach verbleibenden Medien ist genau die Hälfte Kinderliteratur; die andere Hälfte sind 105 Fachzeitschriften. Bezeichne die Gesamtzahl der Medien mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, die den verbleibenden Anteil nach Romanen und Sachbüchern sowie dessen Halbierung abbildet, und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Bestimme zuerst einen Term für alle Medien, die weder Romane noch Sachbücher sind. - Fachzeitschriften bilden genau die Hälfte dieses Restes. - Die Zahl 105 gehört daher zu einem Anteil des Restterms, nicht direkt zu \(x\).

Lösung

1. Nach Romanen und Sachbüchern bleiben \(x-\frac25x-\frac14x=\frac{7}{20}x\). 2. Die Hälfte dieses Restes sind die 105 Fachzeitschriften: \(\frac12(\frac{7}{20}x)=105\). 3. Damit \(\frac{7}{40}x=105\), also \(x=600\).

Antwort

Gleichung: \(\frac12(x-\frac25x-\frac14x)=105\). Insgesamt gibt es 600 Medien.
4241227
In einem Schulgarten sind \(\frac27\) der Gesamtfläche Blumenbeete und \(\frac12\) Gemüsefläche. Der Rest ist ein gepflasterter Weg. Dieser Weg ist genau \(30\,\text{m}^2\) kleiner als die Blumenbeete. a) Bestimme den Flächenanteil des Weges. b) Bezeichne die Gesamtfläche mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, die den Flächenunterschied zwischen Blumenbeeten und Weg abbildet, und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Der Weg ist der Rest nach Blumen- und Gemüsefläche. - In b) vergleichst du zwei Flächenanteile derselben Gesamtfläche. - Welche Fläche ist laut Text um 30 Quadratmeter größer?

Lösung

1. Weganteil: \(1-\frac27-\frac12=1-\frac{4}{14}-\frac{7}{14}=\frac{3}{14}\). 2. Blumenbeete haben \(\frac27x\), der Weg \(\frac{3}{14}x\). 3. „Weg 30 kleiner“ ergibt \(\frac27x-30=\frac{3}{14}x\). 4. Daraus folgt \(\frac{1}{14}x=30\), also \(x=420\).

Antwort

a) Weganteil: \(\frac{3}{14}\). b) Gleichung: \(\frac27x-30=\frac{3}{14}x\). Gesamtfläche: \(420\,\text{m}^2\).
4241287
Für ein Schulprojekt sind \(\frac38\) des Budgets für Materialien, \(\frac15\) für Transport, \(\frac1{10}\) für Verpflegung und \(\frac14\) für Gerätemiete vorgesehen. Die verbleibenden \(15\,\text{€}\) sind Notreserve. Bezeichne das Gesamtbudget mit \(x\). Stelle eine Gleichung mit allen vier Anteilen und der Reserve auf, bestimme \(x\) und anschließend die Materialkosten.

Denkanstöße

- Alle vier Bruchteile beziehen sich auf dasselbe Gesamtbudget. - Die 15 Euro sind der verbleibende feste Betrag. - Addiere alle Budgetteile zu \(x\), bevor du vereinfachst.

Lösung

1. Es gilt \(\frac38x+\frac15x+\frac1{10}x+\frac14x+15=x\). 2. Die Bruchteile ergeben \(\frac{37}{40}x\). 3. Damit \(\frac{37}{40}x+15=x\), also \(15=\frac{3}{40}x\) und \(x=200\). 4. Materialien: \(\frac38\cdot200=75\,\text{€}\).

Antwort

Gleichung: \(\frac38x+\frac15x+\frac1{10}x+\frac14x+15=x\). Gesamtbudget: \(200\,\text{€}\). Materialien: \(75\,\text{€}\).
4241297
Lukas gibt zuerst \(\frac14\) seines gesparten Geldes für Fachliteratur aus. Von dem danach verbleibenden Betrag gibt er \(\frac25\) für Material aus. Am Ende bleiben \(9{,}00\,\text{€}\). Bezeichne den ursprünglichen Betrag mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, die beide Ausgabenstufen in der richtigen Reihenfolge abbildet, und bestimme Ausgangsbetrag, Literatur- und Materialkosten.

Denkanstöße

- Nach der ersten Ausgabe bleibt der ergänzende Anteil von \(x\). - Die zweite Ausgabe bezieht sich auf diesen Rest, nicht auf den ursprünglichen Betrag. - Am Ende bleibt wiederum der ergänzende Anteil nach der zweiten Ausgabe.

Lösung

1. Nach der Literatur bleiben \(\frac34x\). 2. Nach der Materialausgabe bleiben davon \(\frac35\), also \(\frac35\cdot\frac34x=9\). 3. Damit \(\frac{9}{20}x=9\), also \(x=20\). 4. Literatur: \(5\,\text{€}\). Material: \(\frac25\cdot15=6\,\text{€}\).

Antwort

Gleichung: \(\frac35\cdot\frac34x=9\). Ausgangsbetrag: \(20{,}00\,\text{€}\), Literatur: \(5{,}00\,\text{€}\), Material: \(6{,}00\,\text{€}\).
4241307
Eine Wandergruppe legt am ersten Tag \(\frac25\) der gesamten Tour zurück. Am zweiten Tag wandert sie \(\frac13\) der Strecke, die nach dem ersten Tag noch übrig ist. Am dritten Tag bleiben \(12\,\text{km}\). Bezeichne die Gesamtstrecke mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, die den Rest nach Tag 1 und die Strecke von Tag 2 in dieser Reihenfolge enthält. Bestimme die Gesamtlänge und vergleiche die drei Tagesstrecken.

Denkanstöße

- Tag 2 bezieht sich auf den Rest nach Tag 1. - Schreibe deshalb zuerst einen Term für diesen Rest. - Der dritte Tag ist genau der Rest nach den ersten beiden Tagesstrecken.

Lösung

1. Nach Tag 1 bleiben \(x-\frac25x=\frac35x\). 2. Tag 2 umfasst \(\frac13\cdot\frac35x=\frac15x\). 3. Der Rest für Tag 3 ist \(x-\frac25x-\frac15x=12\). 4. Daraus folgt \(\frac25x=12\), also \(x=30\). 5. Tagesstrecken: 12 km, 6 km, 12 km; Tag 1 und Tag 3 sind gleich lang.

Antwort

Gleichung: \(x-\frac25x-\frac13(x-\frac25x)=12\). Gesamtstrecke: \(30\,\text{km}\). Tagesstrecken: \(12\,\text{km}\), \(6\,\text{km}\), \(12\,\text{km}\); Tag 1 und Tag 3 sind gleich lang.
4244147
Der Gartenbaubetrieb Grünwerk streicht einen Zaun. Manuell schafft das Team \(12\,\text{m}\) pro Stunde, mit Sprühgerät \(20\,\text{m}\) pro Stunde. Mit dem Gerät dauert dieselbe Arbeit genau 2 Stunden weniger. Bezeichne die Arbeitszeit mit Sprühgerät mit \(x\) Stunden. Stelle eine Gleichung über die in beiden Fällen gleiche Zaunlänge auf und bestimme Zeit und Länge.

Denkanstöße

- Schreibe die gleiche Zaunlänge einmal mit der manuellen und einmal mit der Gerätegeschwindigkeit. - Die manuelle Arbeitszeit ist um 2 Stunden länger als \(x\). - Gleichgesetzt werden die zurückgelegten Längen, nicht die Geschwindigkeiten.

Lösung

1. Mit Gerät beträgt die Länge \(20x\), manuell \(12(x+2)\). 2. Dieselbe Zaunlänge führt zu \(20x=12(x+2)\). 3. Daraus folgt \(20x=12x+24\), also \(x=3\). 4. Die Länge beträgt \(20\cdot3=60\,\text{m}\).

Antwort

Gleichung: \(20x=12(x+2)\). Mit Sprühgerät dauert die Arbeit 3 Stunden; der Zaun ist \(60\,\text{m}\) lang.
4244197
Zwei baugleiche Wassertanks enthalten anfangs gleich viel Wasser. Aus Tank 1 werden \(10\,\text{l/min}\), aus Tank 2 \(15\,\text{l/min}\) abgepumpt. Pumpe 1 läuft 5 Minuten länger. Beim Stoppen sind in Tank 1 noch \(50\,\text{l}\), in Tank 2 noch \(30\,\text{l}\). Bezeichne die Laufzeit von Pumpe 2 mit \(t\). Stelle eine Gleichung auf, die aus den beiden Restmengen denselben Anfangsinhalt rekonstruiert, und bestimme diesen Inhalt.

Denkanstöße

- Rekonstruiere den Anfangsinhalt jeweils aus Restmenge plus abgepumpter Menge. - Die erste Pumpe läuft \(t+5\) Minuten. - Beide rekonstruierten Anfangsinhalte müssen gleich sein.

Lösung

1. Pumpe 2 läuft \(t\) Minuten, Pumpe 1 \(t+5\) Minuten. 2. Anfangsinhalt aus Tank 1: \(50+10(t+5)\); aus Tank 2: \(30+15t\). 3. Gleichsetzen ergibt \(50+10(t+5)=30+15t\). 4. Daraus folgt \(100+10t=30+15t\), also \(t=14\). 5. Anfangsinhalt: \(30+15\cdot14=240\,\text{l}\).

Antwort

Gleichung: \(50+10(t+5)=30+15t\). Pumpe 2 lief 14 Minuten; in jedem Tank waren anfangs \(240\,\text{l}\).
4268067
In einem Forschungsbecken befinden sich \(50\,\text{l}\) Salzwasser, in denen \(1{,}5\,\text{kg}\) Salz gelöst sind. Für ein Experiment wird jedoch eine geringere Konzentration von genau \(20\,\text{g}\) Salz pro Liter benötigt. Stelle eine Gleichung auf und berechne, wie viele Liter reines Wasser dem Becken hinzugefügt werden müssen, um diese Zielkonzentration zu erreichen.

Denkanstöße

- Achte darauf, alle Angaben in dieselbe Masseneinheit umzurechnen. - Welche Größe bleibt unverändert, wenn nur reines Wasser hinzugefügt wird? - Wie lautet das neue Gesamtvolumen, wenn \(x\) Liter Wasser hinzukommen? - Verknüpfe Zielkonzentration und neues Gesamtvolumen in einer Gleichung.

Lösung

1. Umrechnung der Einheiten: Die Salzmenge beträgt \(1{,}5\,\text{kg} = 1500\,\text{g}\). 2. Sei \(x\) die hinzuzufügende Wassermenge in Litern. Das neue Gesamtvolumen beträgt dann \((50 + x)\,\text{l}\). 3. Die Salzmenge bleibt unverändert. Für die Zielkonzentration gilt daher die Gleichung \(20 \cdot (50 + x) = 1500\). 4. Gleichung lösen: \(1000 + 20x = 1500\), also \(20x = 500\) und damit \(x = 25\).

Antwort

Eine passende Gleichung ist \(20 \cdot (50 + x) = 1500\). Es müssen \(25\,\text{l}\) reines Wasser hinzugefügt werden.
4280307
Ein \(320\,\text{cm}\) langer Holzbalken wird in drei Stücke gesägt. Das zweite Stück ist \(20\,\text{cm}\) länger als das erste; das dritte ist doppelt so lang wie das zweite. Bezeichne das erste Stück mit \(x\). Stelle eine Gleichung mit allen drei Teilstücken auf und bestimme ihre Längen.

Denkanstöße

- Das zweite Stück wird direkt aus dem ersten beschrieben. - Das dritte Stück bezieht sich auf das gesamte zweite Stück. - Alle drei Teilstücke ergeben die ursprüngliche Balkenlänge.

Lösung

1. Die Stücke sind \(x\), \(x+20\) und \(2(x+20)\). 2. Gesamtgleichung: \(x+(x+20)+2(x+20)=320\). 3. Daraus folgt \(4x+60=320\), also \(x=65\). 4. Die Längen sind 65, 85 und \(170\,\text{cm}\).

Antwort

Gleichung: \(x+(x+20)+2(x+20)=320\). Die Stücke sind \(65\,\text{cm}\), \(85\,\text{cm}\) und \(170\,\text{cm}\) lang.
4349198
In einem Regenwasser-Auffangbecken wird der Wasserstand über einen Zeitraum von \(10\) Stunden beobachtet. Das Diagramm zeigt die Höhe \(h\) des Wasserspiegels in Zentimetern in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) in Stunden. 1) Wie hoch steht das Wasser im Becken nach \(6\) Stunden? 2) Wie lange dauerte die erste Phase mit unverändertem Wasserstand? 3) Wie schnell stieg der Wasserspiegel in \(\text{cm/h}\) während der ersten zwei Stunden? 4) Zu welchem Zeitpunkt \(t\) betrug der Wasserstand beim Befüllen genau \(160\,\text{cm}\)?
Abbildung zur Aufgabe 434919

Denkanstöße

- Lies zuerst ab, in welchem Abschnitt des Graphen der jeweils gefragte Zeitpunkt oder Wasserstand liegt. - Eine waagerechte Strecke bedeutet, dass sich der Wasserstand in diesem Zeitraum nicht verändert. - Für eine Änderungsrate vergleichst du die Änderung der Höhe mit der dazugehörigen Zeitspanne.

Lösung

1. Der Zeitpunkt \(t=6\,\text{h}\) liegt im geraden Abschnitt zwischen \((4\mid100)\) und \((8\mid180)\). Die Änderungsrate beträgt \((180-100):(8-4)=20\,\text{cm/h}\). Daher ist \(h(6)=100+2\cdot20=140\,\text{cm}\). 2. Zwischen \(t=2\,\text{h}\) und \(t=4\,\text{h}\) ist der Graph waagerecht. Der Wasserstand bleibt also \(2\,\text{h}\) lang unverändert. 3. In den ersten zwei Stunden steigt der Pegel von \(40\,\text{cm}\) auf \(100\,\text{cm}\). Die Änderungsrate ist \((100-40):2=30\,\text{cm/h}\). 4. Im Abschnitt von \(t=4\,\text{h}\) bis \(t=8\,\text{h}\) gilt \(100+20(t-4)=160\). Daraus folgt \(20(t-4)=60\), also \(t=7\,\text{h}\).

Antwort

1) \(140\,\text{cm}\) 2) \(2\,\text{h}\) 3) \(30\,\text{cm/h}\) 4) \(t=7\,\text{h}\)
5528037
Die Robotik-AG möchte für jedes Team genau 4 Namensschilder vorbereiten und zusätzlich 3 Ersatzschilder zurücklegen. Insgesamt sind 26 Schilder vorhanden und alle sollen verwendet werden. Bezeichne die Teamzahl mit \(x\). Stelle die lineare Gleichung auf, löse sie und erkläre anhand der Bedeutung von \(x\), ob eine ganze Teamzahl möglich ist.

Denkanstöße

- Welche Schilderzahl hängt von der Teamzahl ab und welche ist fest? - Die Gleichung muss alle 26 vorhandenen Schilder erfassen. - Prüfe nach dem Lösen, welche Werte für eine Teamanzahl überhaupt zulässig sind.

Lösung

1. Die Teams benötigen \(4x\) Schilder, dazu kommen 3 Ersatzschilder. 2. Daher gilt \(4x+3=26\). 3. Subtraktion von 3 ergibt \(4x=23\), also \(x=5{,}75\). 4. Da eine Teamzahl ganzzahlig sein muss, ist die verlangte Verteilung nicht möglich.

Antwort

Gleichung: \(4x+3=26\). Algebraisch folgt \(x=5{,}75\). Da \(x\) eine Anzahl von Teams bezeichnet und daher ganzzahlig sein muss, ist die Verteilung nicht möglich.
4122167
Die Umrechnung von Grad Fahrenheit in Grad Celsius erfolgt mit \(C=(F-32):1{,}8\). a) Wenn die Temperatur in den USA um genau \(18\,^\circ\text{F}\) steigt, um wie viele Grad Celsius steigt sie dann? Begründe mithilfe des Terms, warum die Ausgangstemperatur dafür keine Rolle spielt. b) Gesucht ist eine Temperatur, bei der Celsius- und Fahrenheit-Skala denselben Zahlenwert haben. Bezeichne diesen gemeinsamen Zahlenwert mit \(x\), stelle die zugehörige Gleichung auf und löse sie durch Äquivalenzumformungen. Gib die Gleichung und mindestens zwei Umformungszeilen an.

Denkanstöße

- Vergleiche in a) zwei Fahrenheitwerte, deren Abstand 18 beträgt, ohne sie vollständig auszurechnen. - In b) steht derselbe Zahlenwert einmal an der Stelle von \(C\) und einmal an der Stelle von \(F\). - Welche Operation beseitigt zuerst die Division durch \(1{,}8\)?

Lösung

1. In Teil a ändert sich der Zähler \(F-32\) um 18. Daher ändert sich der Celsiuswert um \(18:1{,}8=10\). Der feste Summand 32 fällt bei einer Differenz weg. 2. Für denselben Zahlenwert auf beiden Skalen gilt \(x=(x-32):1{,}8\). 3. Multiplikation mit \(1{,}8\) ergibt \(1{,}8x=x-32\). 4. Subtraktion von \(x\) ergibt \(0{,}8x=-32\). 5. Division durch \(0{,}8\) ergibt \(x=-40\).

Antwort

a) Die Celsius-Temperatur steigt um \(10\,^\circ\text{C}\). Der feste Term \(-32\) verändert eine Temperaturdifferenz nicht; die Differenz wird nur durch \(1{,}8\) geteilt. b) \(x=(x-32):1{,}8\). \(1{,}8x=x-32\Rightarrow0{,}8x=-32\Rightarrow x=-40\). Also gilt \(-40\,^\circ\text{C}=-40\,^\circ\text{F}\).
4125707
Ein großer Wasserbehälter enthält \(450\,\text{Liter}\) Wasser. Durch ein Leck fließen pro Minute \(15\,\text{Liter}\) ab. Gleichzeitig beginnt man, einen zweiten, anfangs leeren Behälter mit \(25\,\text{Litern}\) pro Minute zu füllen. a) Stelle für beide Wassermengen Terme in Abhängigkeit von der Zeit \(t\) auf und daraus eine Gleichung für den Zeitpunkt, an dem beide Mengen gleich sind. Löse diese Gleichung. b) Wie viel Wasser befindet sich zu diesem Zeitpunkt in jedem Behälter? c) Erkläre ohne weitere Rechnung, warum die Wassermenge im zweiten Behälter danach immer größer sein wird als im ersten.

Denkanstöße

- Welche Wassermenge hat jeder Behälter zu Beginn? - Welche der beiden Mengen wächst und welche sinkt pro Minute? - Für einen Gleichstand müssen nicht die Änderungsraten, sondern die beiden vollständigen Mengen gleich sein.

Lösung

1. Nach \(t\) Minuten enthält Behälter 1 \(450-15t\) Liter und Behälter 2 \(25t\) Liter. 2. Für den Gleichstand gilt \(450-15t=25t\). 3. Addition von \(15t\) ergibt \(450=40t\), also \(t=11{,}25\). 4. Die gemeinsame Menge ist \(25\cdot11{,}25=281{,}25\,\text{Liter}\). 5. Danach sinkt die erste Menge weiter, während die zweite weiter steigt; ihre Reihenfolge kann sich daher nicht erneut umkehren.

Antwort

a) Terme: \(450-15t\) und \(25t\). Gleichung: \(450-15t=25t\). Daraus folgt \(t=11{,}25\) Minuten. b) In jedem Behälter sind dann \(281{,}25\,\text{Liter}\). c) Nach dem Gleichstand nimmt Behälter 1 weiter ab und Behälter 2 weiter zu; deshalb bleibt Behälter 2 danach größer.
4125737
Die Summe der Alter von Opa Heinz und seiner Enkelin Marie beträgt heute \(60\) Jahre. Opa Heinz ist aktuell genau fünfmal so alt wie Marie. a) Bezeichne Maries Alter mit \(x\). Stelle aus beiden Angaben eine Gleichung auf und bestimme damit beide heutigen Alter. b) Bezeichne mit \(y\) die Anzahl der Jahre bis zu dem Zeitpunkt, an dem Opa Heinz nur noch dreimal so alt ist wie Marie. Stelle eine zweite Gleichung auf und löse sie. Gib beide Gleichungen an.

Denkanstöße

- Schreibe in a) beide heutigen Alter mit derselben Variablen. - In b) werden beide Personen um dieselbe Zahl von Jahren älter. - Die beiden Gleichungen beschreiben verschiedene Zeitpunkte; verwende deshalb zwei Variablen.

Lösung

1. Für a) ist Opa Heinz \(5x\) Jahre alt. Aus der Summe folgt \(x+5x=60\), also \(x=10\). Damit ist Opa Heinz 50 Jahre alt. 2. Für b) gilt \(50+y=3(10+y)\). 3. Ausmultiplizieren ergibt \(50+y=30+3y\), also \(20=2y\) und \(y=10\).

Antwort

a) Gleichung: \(x+5x=60\). Marie ist 10 Jahre alt, Opa Heinz 50 Jahre. b) Gleichung: \(50+y=3(10+y)\). Daraus folgt \(y=10\). Das Verhältnis \(3:1\) tritt in 10 Jahren ein.
4125857
Zwei Kerzen werden gleichzeitig angezündet. Kerze A ist \(20\,\text{cm}\) hoch und brennt pro Stunde um \(1{,}5\,\text{cm}\) ab. Kerze B ist \(15\,\text{cm}\) hoch und brennt pro Stunde um \(0{,}5\,\text{cm}\) ab. a) Stelle die beiden Höhenterme nach \(t\) Stunden auf. Setze sie gleich und bestimme durch Lösen dieser Gleichung, wann die Kerzen gleich hoch sind. b) Welche Höhe haben sie zu diesem Zeitpunkt? c) Welche Kerze ist nach insgesamt 7 Stunden höher? Begründe mit den beiden Höhentermen.

Denkanstöße

- Ein Abbrennen führt in jedem Höhenterm zu einer Subtraktion. - Für Teil a müssen die beiden vollständigen Höhen gleich sein. - Verwende in c) dieselben Terme mit einem anderen Zeitwert.

Lösung

1. Die Höhenterme lauten \(20-1{,}5t\) und \(15-0{,}5t\). 2. Gleichsetzen ergibt \(20-1{,}5t=15-0{,}5t\). 3. Daraus folgt \(5=t\), also \(t=5\). 4. Bei \(t=5\) beträgt die Höhe \(12{,}5\,\text{cm}\). 5. Bei \(t=7\) ergeben die Terme \(9{,}5\,\text{cm}\) und \(11{,}5\,\text{cm}\); Kerze B ist höher.

Antwort

a) Terme: \(20-1{,}5t\) und \(15-0{,}5t\). Gleichung: \(20-1{,}5t=15-0{,}5t\). Daher \(t=5\) Stunden. b) Beide sind dann \(12{,}5\,\text{cm}\) hoch. c) Bei \(t=7\) ergeben die Terme \(9{,}5\,\text{cm}\) für A und \(11{,}5\,\text{cm}\) für B; Kerze B ist höher.
4148627
Eine zweistellige Zahl ist um 6 kleiner als das Siebenfache ihrer Quersumme. Außerdem ist die Zehnerziffer um 2 größer als die Einerziffer. Bezeichne die Einerziffer mit \(x\). Stelle die Zahl und ihre Quersumme als Terme in \(x\) dar, formuliere daraus eine Gleichung, löse sie und überprüfe die gefundene Zahl an beiden Bedingungen.

Denkanstöße

- Wähle eine der beiden Ziffern als Variable und drücke die andere damit aus. - Eine zweistellige Zahl besteht aus zehnmal der Zehnerziffer plus der Einerziffer. - Die Kontrolle muss beide Bedingungen aus dem Text prüfen, nicht nur das Endergebnis der Gleichung.

Lösung

1. Die Zehnerziffer ist \(x+2\). Damit lautet die Zahl \(10(x+2)+x\) und ihre Quersumme \((x+2)+x\). 2. „Um 6 kleiner als das Siebenfache“ ergibt \(10(x+2)+x=7((x+2)+x)-6\). 3. Vereinfachen liefert \(11x+20=14x+8\), also \(x=4\). 4. Die Zahl ist 64. Ihre Quersumme ist 10 und \(7\cdot10-6=64\); außerdem ist 6 um 2 größer als 4.

Antwort

Zahlterm: \(10(x+2)+x\), Quersumme: \((x+2)+x\). Gleichung: \(10(x+2)+x=7((x+2)+x)-6\). Daraus folgt \(x=4\), also lautet die Zahl 64. Kontrolle: \(7\cdot(6+4)-6=64\) und \(6=4+2\).
4224867
Schäferin Giulia Romano sagt: „Wenn ich meine heutige Herde verdreifache, anschließend ein Viertel der ursprünglichen Anzahl verkaufe und dann noch 2 Schafe geschenkt bekomme, hätte ich genau 68 Schafe.“ a) Bezeichne die heutige Anzahl mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, in der „dreifache Herde“, „ein Viertel der ursprünglichen Herde“ und die 2 zusätzlichen Schafe getrennt sichtbar sind, und löse sie. b) Emil Novak behauptet, die Rechnung müsse zu „halben Schafen“ führen. Prüfe anhand deiner gefundenen ganzen Ausgangszahl, ob auch das verkaufte Viertel eine ganze Schafzahl ist.

Denkanstöße

- Das verkaufte Viertel bezieht sich auf die ursprüngliche Herde \(x\), nicht auf die verdreifachte Herde. - Schreibe die drei beschriebenen Änderungen deshalb zunächst als getrennte Terme. - Prüfe in b) nicht nur \(x\), sondern ausdrücklich den Viertelanteil.

Lösung

1. Die Aussage führt zu \(3x-\frac14x+2=68\). 2. Zusammenfassen ergibt \(\frac{11}{4}x=66\), also \(x=24\). 3. Ein Viertel von 24 sind 6 Schafe; die Situation ist daher ganzzahlig möglich.

Antwort

a) Gleichung: \(3x-\frac14x+2=68\). Daraus folgt \(x=24\). b) Emil hat nicht recht: \(\frac14\cdot24=6\), also wird eine ganze Zahl von Schafen verkauft.
4225147
Die Summe zweier Zahlen beträgt 100. a) Bezeichne die kleinere Zahl mit \(x\). Stelle eine Gleichung für die Aussage „Verringert man die größere Zahl um 10, ist das Ergebnis doppelt so groß wie die kleinere Zahl“ auf und bestimme beide Zahlen. b) Bei unveränderter Summe 100 soll die um 10 verringerte größere Zahl nun das Dreifache der kleineren sein. Stelle auch dafür eine Gleichung auf. Entscheide anschließend, ob die größere Zahl gegenüber a) größer oder kleiner wird.

Denkanstöße

- Wenn die kleinere Zahl \(x\) ist und die Summe 100 bleibt, wie lautet die größere Zahl? - Das Verringern um 10 betrifft die größere Zahl vor dem Vergleich. - Vergleiche in b) die neue größere Zahl mit dem Ergebnis aus a).

Lösung

1. Die größere Zahl ist jeweils \(100-x\). 2. Für a) gilt \(100-x-10=2x\), also \(90=3x\), \(x=30\). Die größere Zahl ist 70. 3. Für b) gilt \(100-x-10=3x\), also \(90=4x\), \(x=22{,}5\). Die größere Zahl ist \(77{,}5\). 4. Die größere Zahl wird daher größer.

Antwort

a) Gleichung: \(100-x-10=2x\). Die Zahlen sind 30 und 70. b) Gleichung: \(100-x-10=3x\). Die Zahlen sind \(22{,}5\) und \(77{,}5\); die größere Zahl wird größer.
4231667
Das Produkt zweier aufeinanderfolgender ungerader Zahlen ist um 48 kleiner als das Produkt der nächsten beiden aufeinanderfolgenden ungeraden Zahlen. Wie lauten diese vier Zahlen?

Denkanstöße

- Wenn \(x\) eine ungerade Zahl ist, wie groß ist dann der Abstand zur nächsten ungeraden Zahl? - Stelle für beide Paare jeweils einen Term für ihr Produkt auf. - Schreibe die Differenz dieser beiden Produkte als Gleichung auf. - Vereinfache die linke Seite vollständig, bevor du entscheidest, welche Art von Gleichung übrig bleibt.

Lösung

1. Sei \(x\) die erste ungerade Zahl. Die darauf folgenden ungeraden Zahlen sind \(x + 2\), \(x + 4\) und \(x + 6\). 2. Aufstellen der Gleichung basierend auf der Differenz der Produkte: \((x + 4) \cdot (x + 6) - x \cdot (x + 2) = 48\). 3. Ausmultiplizieren der Klammerterme: \((x^2 + 6x + 4x + 24) - (x^2 + 2x) = 48\). 4. Vereinfachen des Terms durch Zusammenfassen: \(x^2 + 10x + 24 - x^2 - 2x = 48\). 5. Die quadratischen Terme \(x^2\) heben sich auf, es bleibt: \(8x + 24 = 48\). 6. Lösen der linearen Gleichung: \(8x = 24 \implies x = 3\). 7. Bestimmung der vier Zahlen: 3, 5, 7 und 9.

Antwort

Die vier Zahlen lauten 3, 5, 7 und 9.
4239987
In einer Schule gibt es zwei Computerräume. Im Raum Alpha stehen doppelt so viele Laptops wie im Raum Beta. Für eine Projektwoche werden 9 Laptops aus Raum Alpha in den Raum Beta gebracht. Danach befinden sich im Raum Beta \(\frac{4}{5}\) der Anzahl an Laptops, die nun noch im Raum Alpha verblieben sind. Berechne die ursprüngliche Anzahl der Laptops in beiden Räumen. Begründe kurz, warum sich die Gesamtzahl aller Laptops durch das Umstellen nicht verändert hat.

Denkanstöße

- Versuche, die unbekannte Anzahl der Laptops in einem Raum als Variable zu bezeichnen. - Wie viele Laptops sind nach dem Umstellen in jedem Raum? Schreibe dies als Rechenausdruck auf. - Das Wort „Anteil“ oder der Bruch weist auf eine multiplikative Beziehung zwischen den beiden neuen Mengen hin. - Wurden Laptops von außen hinzugefügt oder aus der Schule entfernt?

Lösung

1. Definition der Unbekannten: \(x\) ist die Anzahl der Laptops in Raum Beta, \(2x\) ist die Anzahl in Raum Alpha. 2. Aufstellen der Gleichung nach dem Transfer von 9 Geräten: \(x + 9 = \frac{4}{5}(2x - 9)\). 3. Multiplikation der gesamten Gleichung mit 5 zur Beseitigung des Bruchs: \(5x + 45 = 4(2x - 9)\). 4. Ausmultiplizieren der Klammer: \(5x + 45 = 8x - 36\). 5. Ordnen der Terme: \(81 = 3x\). 6. Lösung für Raum Beta: \(x = 27\). 7. Lösung für Raum Alpha: \(2 \cdot 27 = 54\). 8. Begründung zur Gesamtzahl: Da die Laptops nur innerhalb der Schule verschoben wurden (interner Transfer), bleibt die Summe der Geräte (\(54 + 27 = 81\)) konstant.

Antwort

Ursprünglich waren 54 Laptops in Raum Alpha und 27 Laptops in Raum Beta. Die Gesamtzahl bleibt gleich, da die Geräte lediglich den Standort gewechselt haben und keine Laptops hinzugefügt oder entfernt wurden.
4240027
Zwei digitale Fotoalben enthalten Bilder. Album A enthält viermal so viele Fotos wie Album B. Verschiebt man 12 Fotos von Album A nach Album B, so hat Album A danach genau doppelt so viele Fotos wie Album B. Wie viele Fotos müssten insgesamt von Album A nach Album B verschoben werden (ausgehend vom ursprünglichen Zustand), damit in beiden Alben die gleiche Anzahl an Fotos vorhanden ist?

Denkanstöße

- Finde zuerst heraus, wie viele Fotos am Anfang in jedem Album waren. - Was passiert mit der Gesamtzahl aller Fotos, wenn du sie nur zwischen den Alben verschiebst? - Wenn beide Alben am Ende gleich viele Fotos haben sollen, wie viele Fotos sind das bei der berechneten Gesamtzahl? - Wie viele Fotos fehlen dann im kleineren Album noch bis zu dieser Zielzahl?

Lösung

1. Variable festlegen: Sei \(b\) die Anzahl der Fotos in Album B, dann hat Album A am Anfang \(4b\) Fotos. 2. Gleichung für die erste Verschiebung aufstellen: \(4b - 12 = 2(b + 12)\). 3. Gleichung lösen: \(4b - 12 = 2b + 24 \Rightarrow 2b = 36 \Rightarrow b = 18\). 4. Anfangsbestände berechnen: Album B hat 18 Fotos, Album A hat \(4 \cdot 18 = 72\) Fotos. 5. Gesamtanzahl und Zielzustand bestimmen: Insgesamt sind es \(72 + 18 = 90\) Fotos. Bei Gleichstand hätte jedes Album \(90 : 2 = 45\) Fotos. 6. Benötigte Verschiebung berechnen: Von 72 Fotos in Album A müssen so viele weg, dass 45 übrig bleiben: \(72 - 45 = 27\).

Antwort

Es müssten insgesamt 27 Fotos von Album A nach Album B verschoben werden.
4241237
Chiara Bianchi arbeitet für eine vereinbarte Arbeitszeit von insgesamt 8 Wochen in einem kleinen Laden. Dafür soll sie einen Lohn von \(420\,\text{€}\) und ein Tablet erhalten. Nach 5 Wochen muss sie die Arbeit jedoch vorzeitig beenden. Die Vergütung wird proportional zur Arbeitszeit berechnet: Chiara erhält \(60\,\text{€}\) in bar und darf das Tablet behalten. Wie viel Euro ist das Tablet in dieser Rechnung wert?

Denkanstöße

- Welche Größe ist unbekannt und lässt sich mit einer Variablen bezeichnen? - Wie kannst du den gesamten Wert der vereinbarten Vergütung für 8 Wochen ausdrücken? - Welcher Anteil dieser Gesamtvergütung gehört zu 5 Wochen? - Beschreibe den tatsächlich erhaltenen Wert auf eine zweite Art und setze beide Beschreibungen gleich.

Lösung

1. Sei \(x\) der Wert des Tablets in Euro. 2. Der Gesamtwert der vereinbarten Vergütung für 8 Wochen beträgt \(x+420\). 3. Der anteilige Wert für 5 Wochen ist \(\frac{5}{8}(x+420)\). 4. Tatsächlich erhält Chiara den Wert \(x+60\). Daher gilt \(\frac{5}{8}(x+420)=x+60\). 5. Multiplikation mit \(8\) ergibt \(5(x+420)=8(x+60)\). 6. Ausmultiplizieren und Umformen liefert \(5x+2100=8x+480\), also \(1620=3x\) und damit \(x=540\).

Antwort

Das Tablet ist \(540\,\text{€}\) wert.
4241267
In einem Jugendzentrum wählen die Jugendlichen ihre Freizeitaktivitäten für den Nachmittag. Ein Drittel der Jugendlichen entscheidet sich für die Kochgruppe. Genau \(25\,\%\) aller Jugendlichen wählen die Werkstatt. Die Anzahl derer, die sich für die Tanzgruppe anmelden, entspricht dem Dreifachen der Differenz zwischen der Größe der Kochgruppe und der Werkstattgruppe. Die restlichen 10 Jugendlichen spielen Tischtennis. a) Stelle eine Gleichung auf, mit der die Gesamtzahl der Jugendlichen \(x\) berechnet werden kann. b) Berechne, wie viele Jugendliche sich insgesamt im Zentrum befinden.

Denkanstöße

- Wie kannst du Prozentangaben und Brüche einheitlich in einer Gleichung schreiben? - Welche Gruppe ist größer – die Kochgruppe oder die Werkstatt? Das hilft dir bei der Differenz. - Wenn du alle Gruppen zusammenzählst, was muss als Ergebnis herauskommen? - Kannst du die Gleichung vereinfachen, bevor du den Hauptnenner suchst?

Lösung

1. Definition der Variablen: \(x\) ist die Gesamtzahl der Jugendlichen. 2. Übersetzung der Anteile in Terme: Kochen: \(\frac{1}{3}x\); Werkstatt: \(0{,}25x = \frac{1}{4}x\). 3. Term für die Tanzgruppe: \(3\left(\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x\right)\). 4. Aufstellen der Gleichung: \(x = \frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 3\left(\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x\right) + 10\). 5. Vereinfachen der Gleichung: \(x = \frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + x - \frac{3}{4}x + 10\). 6. Zusammenfassen der Terme mit \(x\): \(0 = \frac{1}{3}x - \frac{2}{4}x + 10\), was zu \(0 = \frac{1}{3}x - \frac{1}{2}x + 10\) führt. 7. Umformen und Hauptnenner bilden: \(\frac{1}{2}x - \frac{1}{3}x = 10 \Rightarrow \frac{3}{6}x - \frac{2}{6}x = 10\). 8. Lösung der Gleichung: \(\frac{1}{6}x = 10 \Rightarrow x = 60\).

Antwort

a) Eine mögliche Gleichung ist \(x = \frac{1}{3}x + \frac{1}{4}x + 3(\frac{1}{3}x - \frac{1}{4}x) + 10\). b) Es sind insgesamt 60 Jugendliche im Zentrum.
4244017
Zwei Saftspender \(A\) und \(B\) sowie eine Servierkanne \(C\) haben unterschiedliche Fassungsvermögen. Füllt man die Kanne \(C\) einmal vollständig aus dem vollen Spender \(A\) auf, so verbleiben noch \(60\,\%\) des ursprünglichen Inhalts im Spender \(A\). Füllt man die Kanne \(C\) hingegen einmal vollständig aus dem vollen Spender \(B\) auf, so verbleiben noch \(75\,\%\) des ursprünglichen Inhalts im Spender \(B\). Zusammen fassen die beiden Spender \(A\) und \(B\) genau \(20\,\text{Liter}\) mehr als das Vierfache der Kanne \(C\). Berechne das Fassungsvermögen der beiden Spender und der Servierkanne.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, welcher Bruchteil oder Prozentsatz aus den Spendern entnommen wurde, um die Kanne zu füllen. - Kannst du die Größen von \(A\) und \(B\) jeweils nur durch die Größe von \(C\) ausdrücken? - Stelle eine Gleichung auf, die alle drei Größen im Verhältnis zueinander zeigt. - Was genau bedeutet es mathematisch, wenn etwas „\(20\,\text{Liter}\) mehr als das Vierfache“ ist?

Lösung

1. Aufstellen der Zusammenhänge basierend auf den verbleibenden Anteilen: Da beim Füllen von \(C\) aus \(A\) noch \(60\,\%\) in \(A\) bleiben, entspricht das Volumen von \(C\) genau \(40\,\%\) von \(A\), also \(C = 0{,}4A\). Umgestellt ergibt dies \(A = 2{,}5C\). 2. Analog für Spender \(B\): Da \(75\,\%\) in \(B\) bleiben, ist \(C = 0{,}25B\), woraus \(B = 4C\) folgt. 3. Aufstellen der Hauptgleichung für das Gesamtvolumen: \(A + B = 4C + 20\). 4. Einsetzen der Ausdrücke für \(A\) und \(B\) in die Hauptgleichung: \(2{,}5C + 4C = 4C + 20\). 5. Zusammenfassen und Lösen nach \(C\): \(6{,}5C = 4C + 20 \Rightarrow 2{,}5C = 20 \Rightarrow C = 8\). 6. Berechnung von \(A\) und \(B\): \(A = 2{,}5 \cdot 8 = 20\) und \(B = 4 \cdot 8 = 32\). Die Volumina betragen \(A = 20\,\text{Liter}\), \(B = 32\,\text{Liter}\) und \(C = 8\,\text{Liter}\).

Antwort

Der Spender \(A\) fasst \(20\,\text{Liter}\), der Spender \(B\) fasst \(32\,\text{Liter}\) und die Servierkanne \(C\) fasst \(8\,\text{Liter}\).
4244207
Die Klassen 7a und 7b haben dasselbe Sammelziel. 7a sammelt im Mittel \(12\,\text{kg}\) pro Tag, 7b \(15\,\text{kg}\) pro Tag und ist 2 Tage weniger aktiv. Zu einem bestimmten Zeitpunkt fehlen 7a noch \(40\,\text{kg}\), 7b noch \(46\,\text{kg}\). Bezeichne die Aktivzeit der 7a mit \(t\) Tagen. Stelle zwei Terme für dasselbe Ziel auf, setze sie gleich und bestimme das Ziel.

Denkanstöße

- Ziel = bereits gesammelte Menge + noch fehlende Menge. - Die Aktivzeit der 7b ist um 2 Tage kürzer. - Setze die beiden Zielterme gleich, nicht die täglichen Sammelraten.

Lösung

1. Ziel der 7a: \(12t+40\). 2. 7b ist \(t-2\) Tage aktiv, ihr Zielterm lautet \(15(t-2)+46\). 3. Gleiches Ziel ergibt \(12t+40=15(t-2)+46\). 4. Vereinfachen: \(12t+40=15t+16\), also \(t=8\). 5. Ziel: \(12\cdot8+40=136\,\text{kg}\).

Antwort

Gleichung: \(12t+40=15(t-2)+46\). Das gemeinsame Ziel beträgt \(136\,\text{kg}\).
4267987
Eine Pumpe füllt ein Aquarium allein in 20 Minuten. Bleibt beim Füllen der Bodenabfluss offen, dauert das vollständige Füllen 50 Minuten. Bezeichne mit \(r\) den Anteil eines vollen Aquariums, der pro Minute durch den Abfluss verloren geht. Stelle eine lineare Gleichung für Füllrate minus Abflussrate gleich Nettorate auf. Bestimme \(r\) und daraus die Zeit, die der Abfluss allein zum Entleeren eines vollen Aquariums benötigt. Gib diese Zeit in Minuten und Sekunden an.

Denkanstöße

- Schreibe die Füllzeiten zuerst als Anteile eines Aquariums pro Minute. - Bei offenem Abfluss ist die Nettorate kleiner als die Pumpenrate. - Nachdem du die Abflussrate kennst, welche Zeit gehört zu „ein volles Aquarium“?

Lösung

1. Pumpenrate: \(\frac1{20}\) Aquarium pro Minute; Nettorate: \(\frac1{50}\). 2. Es gilt \(\frac1{20}-r=\frac1{50}\). 3. Daher \(r=\frac1{20}-\frac1{50}=\frac3{100}\). 4. Die Entleerungszeit ist der Kehrwert: \(\frac{100}{3}\) Minuten = \(33\frac13\) Minuten = 33 Minuten 20 Sekunden.

Antwort

Gleichung: \(\frac1{20}-r=\frac1{50}\). Abflussrate: \(r=\frac3{100}\) Aquarium pro Minute. Entleerungszeit: 33 Minuten 20 Sekunden.
4280187
Mateo Ruiz installiert 28 Solarmodule. Typ A liefert \(320\,\text{W}\), Typ B \(400\,\text{W}\). Zusammen liefern die vorhandenen Module \(10\,\text{kW}\). a) Bezeichne die Zahl der Typ-A-Module mit \(x\). Stelle eine Gleichung auf, die beide Modultypen getrennt berücksichtigt, und bestimme die Anzahlen. b) Die Anlage soll bei unveränderter Zahl der Typ-A-Module auf \(12\,\text{kW}\) wachsen. Bezeichne die Zahl zusätzlicher B-Module mit \(n\) und stelle dafür eine zweite Gleichung auf.

Denkanstöße

- Wenn \(x\) Module Typ A sind, wie viele der 28 gehören zu Typ B? - Addiere in a) die Leistungsbeiträge beider Typen. - In b) muss nur die zusätzliche Leistung bis 12 kW modelliert werden.

Lösung

1. Es gibt \(x\) A-Module und \(28-x\) B-Module. 2. Leistungsgleichung: \(320x+400(28-x)=10\,000\). 3. Daraus folgt \(11\,200-80x=10\,000\), also \(x=15\). Damit gibt es 13 B-Module. 4. Für die Erhöhung fehlen \(2000\,\text{W}\): \(400n=2000\), also \(n=5\).

Antwort

a) Gleichung: \(320x+400(28-x)=10\,000\). Typ A: 15 Module, Typ B: 13 Module. b) Gleichung: \(400n=2000\). Es werden 5 zusätzliche Typ-B-Module benötigt.
4280407
Amina Diallo hat zu Beginn einer dreitägigen Tour \(x\) Liter Wasser. An jedem Tag verbraucht sie genau die Hälfte des am Morgen vorhandenen Vorrats und zusätzlich \(0{,}25\,\text{l}\). Am Ende des dritten Tages bleiben \(0{,}5\,\text{l}\). Stelle eine einzige Gleichung auf, die die drei aufeinanderfolgenden Tagesänderungen verschachtelt abbildet, und löse diese Gleichung nach \(x\).

Denkanstöße

- Schreibe zuerst nur den Rest nach dem ersten Tag als Term. - Verwende diesen gesamten Term als Ausgangsmenge für den zweiten Tag und danach erneut für den dritten. - Die zusätzlichen \(0{,}25\,\text{l}\) werden an jedem Tag nach der Halbierung abgezogen.

Lösung

1. Nach Tag 1 bleiben \(\frac12x-0{,}25\). 2. Nach Tag 2 bleiben \(\frac12(\frac12x-0{,}25)-0{,}25\). 3. Nach Tag 3 gilt daher \(\frac12(\frac12(\frac12x-0{,}25)-0{,}25)-0{,}25=0{,}5\). 4. Vereinfachen ergibt \(\frac18x-0{,}4375=0{,}5\), also \(\frac18x=0{,}9375\) und \(x=7{,}5\).

Antwort

Gleichung: \(\frac12(\frac12(\frac12x-0{,}25)-0{,}25)-0{,}25=0{,}5\). Amina hatte anfangs \(7{,}5\,\text{l}\) Wasser.
4280427
In der Klassenkasse befinden sich anfangs \(x\) Euro. Im ersten Monat werden \(\frac13\) des Anfangsbetrags und zusätzlich \(50\,\text{€}\) ausgegeben. Im zweiten Monat wird \(\frac14\) des danach verbleibenden Geldes ausgegeben und zusätzlich \(30\,\text{€}\). Danach sind noch \(300\,\text{€}\) vorhanden. Stelle eine Gleichung auf, die beide Monate in der richtigen Reihenfolge abbildet, und bestimme \(x\).

Denkanstöße

- Der Anteil im zweiten Monat bezieht sich auf den Zwischenstand nach Monat 1. - Schreibe deshalb zuerst diesen Zwischenstand als Klammerterm. - Die zusätzlichen 30 Euro werden erst nach der anteiligen Ausgabe des zweiten Monats abgezogen.

Lösung

1. Nach Monat 1 bleiben \(x-\frac13x-50=\frac23x-50\). 2. Nach Ausgabe eines Viertels bleiben davon \(\frac34(\frac23x-50)\); anschließend werden noch 30 Euro abgezogen. 3. Es gilt \(\frac34(\frac23x-50)-30=300\). 4. Vereinfachen ergibt \(\frac12x-67{,}5=300\), also \(\frac12x=367{,}5\) und \(x=735\).

Antwort

Gleichung: \(\frac34(\frac23x-50)-30=300\). Zu Beginn waren \(735\,\text{€}\) in der Klassenkasse.

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