Manchmal ist es effizienter, einen Bruchterm zuerst zu vereinfachen, bevor man konkrete Zahlen einsetzt.
Gegeben ist der Term: \(A = \frac{12a^2}{5b} \cdot \frac{10b}{3a}\)
a) Berechne den Wert von \(A\) direkt durch Einsetzen von \(a = 2{,}5\) und \(b = 13\).
b) Vereinfache den Term \(A\) zuerst allgemein durch Kürzen.
c) Setze \(a = 2{,}5\) in deinen vereinfachten Term aus b) ein und vergleiche das Ergebnis mit Aufgabenteil a).
Denkanstöße
- Versuche im ersten Teil, die Zahlen in den Brüchen einzeln auszurechnen, bevor du sie multiplizierst.
- Welche Variablen oder Zahlen kommen sowohl im Zähler als auch im Nenner vor?
- Kannst du Potenzen wie \(a^2\) durch \(a\) teilen?
- Was passiert mit der Variable \(b\), wenn sie oben und unten steht?
Lösung
1. Direkte Berechnung: \(A = \frac{12 \cdot 2{,}5^2}{5 \cdot 13} \cdot \frac{10 \cdot 13}{3 \cdot 2{,}5} = \frac{75}{65} \cdot \frac{130}{7{,}5} = \frac{15}{13} \cdot \frac{52}{3} = \frac{15 \cdot 52}{13 \cdot 3} = \frac{780}{39} = 20\).
2. Vereinfachung des Terms: \(A = \frac{12 \cdot 10 \cdot a^2 \cdot b}{5 \cdot 3 \cdot b \cdot a} = \frac{120 \cdot a^2 \cdot b}{15 \cdot a \cdot b}\).
3. Kürzen: \(\frac{120}{15} = 8\), \(\frac{a^2}{a} = a\) und \(\frac{b}{b} = 1\). Somit ist \(A = 8a\).
4. Einsetzen in den vereinfachten Term: \(8 \cdot 2{,}5 = 20\).
5. Vergleich: Beide Wege führen zum selben Ergebnis, wobei der Weg über die Vereinfachung deutlich weniger Rechenschritte erfordert.
Die Vereinfachung gilt für die ursprünglichen Bedingungen \(a \neq 0\) und \(b \neq 0\).
Antwort
a) Der Wert ist \(20\).
b) Der vereinfachte Term lautet \(8a\) für \(a \neq 0\) und \(b \neq 0\).
c) \(8 \cdot 2{,}5 = 20\). Das Ergebnis ist identisch mit a).