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

Zahlenfolgen und Muster

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5525905
Die Zahlenfolge wurde so gebildet, dass von einem Glied zum nächsten immer dieselbe natürliche Zahl subtrahiert wird: \(70, 60, 50, 40, \ldots\) a) Bestimme diese Zahl. b) Gib die nächsten drei Glieder an.

Denkanstöße

- Bestimme die Differenz zwischen zwei benachbarten Gliedern. - Prüfe, ob dieselbe Differenz auch beim nächsten Übergang passt. - Wende die feste Änderung anschließend auf das letzte gegebene Glied an.

Lösung

1. Es gilt \(70 - 60 = 10\), \(60 - 50 = 10\) und \(50 - 40 = 10\). 2. Daher wird immer dieselbe Zahl \(10\) subtrahiert. Nach \(40\) folgen \(30\), \(20\) und \(10\).

Antwort

a) \(10\) b) \(30, 20, 10\)
5525915
Die Zahlenfolge wurde so gebildet, dass jedes neue Glied aus dem vorherigen durch Multiplikation mit derselben natürlichen Zahl entsteht: \(3, 6, 12, 24, \ldots\) a) Bestimme den Faktor. b) Gib die nächsten zwei Glieder an.

Denkanstöße

- Vergleiche zwei benachbarte Glieder mit einer Division. - Prüfe den erhaltenen Faktor an einem weiteren Übergang. - Verwende denselben Faktor danach weiter.

Lösung

1. Es gilt \(6 : 3 = 2\), \(12 : 6 = 2\) und \(24 : 12 = 2\). Der feste Faktor ist also \(2\). 2. Danach folgen \(24 \cdot 2 = 48\) und \(48 \cdot 2 = 96\).

Antwort

a) Faktor \(2\) b) \(48, 96\)
4173515
Die Zahlenfolge wurde mit einer festen Regel gebildet: Von einem Glied zum nächsten wird immer dieselbe natürliche Zahl subtrahiert. a) Bestimme die Zahl, die in jedem Schritt subtrahiert wird. b) Setze die Folge um fünf Glieder fort: \(92; 84; 76; 68; 60; \dots\) c) Begründe an mindestens zwei Übergängen, dass deine Regel zu den gegebenen Gliedern passt.

Denkanstöße

- Vergleiche zwei benachbarte Glieder durch eine Differenz. - Prüfe dieselbe Differenz anschließend an einem weiteren Übergang. - Wende die gefundene feste Änderung erst danach wiederholt auf das letzte gegebene Glied an.

Lösung

1. Es gilt \(92 - 84 = 8\), \(84 - 76 = 8\) und \(76 - 68 = 8\). 2. Daher wird in jedem Schritt dieselbe Zahl \(8\) subtrahiert. 3. Die nächsten Glieder sind \(60 - 8 = 52\), \(52 - 8 = 44\), \(44 - 8 = 36\), \(36 - 8 = 28\) und \(28 - 8 = 20\).

Antwort

a) \(8\) b) \(52; 44; 36; 28; 20\) c) Zum Beispiel gilt \(92 - 84 = 8\) und \(84 - 76 = 8\); dieselbe Subtraktion passt also zu mehreren Übergängen.
4173635
Eine Zahlenfolge wird nach einer bestimmten Regel aufgebaut: Die ersten beiden Zahlen sind \(2\) und \(3\). Jede weitere Zahl erhält man, indem man die beiden direkt vorangegangenen Zahlen addiert. Bestimme die ersten zehn Zahlen dieser Folge.

Denkanstöße

- Schreibe dir die ersten beiden Zahlen nebeneinander auf. - Addiere sie, um die dritte Zahl zu finden. - Um die vierte Zahl zu finden, nimmst du die zweite und die dritte Zahl und addierst sie. - Führe dieses Muster Schritt für Schritt fort, bis du zehn Zahlen hast.

Lösung

1. Startwerte festlegen: \(a_1 = 2\), \(a_2 = 3\). 2. Berechnung durch Addition der jeweils zwei letzten Glieder: \(a_3 = 2 + 3 = 5\) \(a_4 = 3 + 5 = 8\) \(a_5 = 5 + 8 = 13\) \(a_6 = 8 + 13 = 21\) \(a_7 = 13 + 21 = 34\) \(a_8 = 21 + 34 = 55\) \(a_9 = 34 + 55 = 89\) \(a_{10} = 55 + 89 = 144\)

Antwort

\(2; 3; 5; 8; 13; 21; 34; 55; 89; 144\)
4175965
Eine mathematische Zahlenfolge wird nach einer festen Regel gebildet. Man beginnt mit einer Startzahl: - Ist die aktuelle Zahl ungerade, so berechnet man \(3 \cdot \text{Zahl} + 1\). - Ist die aktuelle Zahl gerade, so teilt man sie durch \(2\). Beginne mit der Startzahl \(13\). Notiere alle Zahlen der Folge, bis du zum ersten Mal bei der Zahl \(1\) ankommst. Wie viele Schritte (Rechenoperationen) sind dafür insgesamt notwendig?

Denkanstöße

- Prüfe bei jeder neuen Zahl sorgfältig, ob sie gerade oder ungerade ist. - Zähle die Pfeile oder Rechenschritte zwischen den Zahlen, nicht die Anzahl der Zahlen selbst. - Erinnere dich: Eine Zahl ist gerade, wenn ihre letzte Ziffer \(0, 2, 4, 6\) oder \(8\) ist.

Lösung

1. Startzahl: \(13\) (ungerade) \(\rightarrow 3 \cdot 13 + 1 = 40\) (1. Schritt) 2. \(40\) (gerade) \(\rightarrow 40 : 2 = 20\) (2. Schritt) 3. \(20\) (gerade) \(\rightarrow 20 : 2 = 10\) (3. Schritt) 4. \(10\) (gerade) \(\rightarrow 10 : 2 = 5\) (4. Schritt) 5. \(5\) (ungerade) \(\rightarrow 3 \cdot 5 + 1 = 16\) (5. Schritt) 6. \(16\) (gerade) \(\rightarrow 16 : 2 = 8\) (6. Schritt) 7. \(8\) (gerade) \(\rightarrow 8 : 2 = 4\) (7. Schritt) 8. \(4\) (gerade) \(\rightarrow 4 : 2 = 2\) (8. Schritt) 9. \(2\) (gerade) \(\rightarrow 2 : 2 = 1\) (9. Schritt) Die Folge lautet: \(13, 40, 20, 10, 5, 16, 8, 4, 2, 1\). Es sind insgesamt \(9\) Schritte.

Antwort

Die Folge ist \(13, 40, 20, 10, 5, 16, 8, 4, 2, 1\). Es werden \(9\) Schritte benötigt, um die \(1\) zu erreichen.
4182115
In einer Zahlenfolge ist jede neue Zahl (ab der zweiten) genau doppelt so groß wie die vorherige Zahl, vermindert um \(5\). Die Folge beginnt mit der Startzahl \(10\). Schreibe die ersten sechs Zahlen dieser Folge auf.

Denkanstöße

- Lies die Beschreibung der Regel ganz genau und Schritt für Schritt. - Was bedeutet „doppelt so groß“ mathematisch? - Was bedeutet „vermindert um 5“? - Rechne immer erst das Ergebnis einer Zahl aus, bevor du die Regel auf dieses neue Ergebnis anwendest.

Lösung

1. Startwert festlegen: \(10\). 2. Berechnung des zweiten Glieds: \(10 \cdot 2 - 5 = 15\). 3. Berechnung des dritten Glieds: \(15 \cdot 2 - 5 = 25\). 4. Berechnung des vierten Glieds: \(25 \cdot 2 - 5 = 45\). 5. Berechnung des fünften Glieds: \(45 \cdot 2 - 5 = 85\). 6. Berechnung des sechsten Glieds: \(85 \cdot 2 - 5 = 165\).

Antwort

Die ersten sechs Zahlen der Folge lauten: \(10, 15, 25, 45, 85, 165\).
4185295
Die Reihe von Rechenausdrücken wird nach einer festen Bauvorschrift fortgesetzt: In Zeile \(1\) steht \(1\). In jeder nächsten Zeile wird am Ende genau die nächste natürliche Zahl addiert. 1. \(1\) 2. \(1 + 2\) 3. \(1 + 2 + 3\) 4. \(1 + 2 + 3 + 4\) a) Schreibe die Rechenausdrücke für Zeile \(5\) und \(6\) und berechne die Ergebnisse der Zeilen \(1\) bis \(6\). b) Welches Ergebnis hat Zeile \(10\)? c) In welcher Zeile wird das Ergebnis erstmals größer als \(40\)?

Denkanstöße

- Nutze für die nächsten Zeilen genau die angegebene Bauvorschrift und ergänze jeweils nur einen weiteren Summanden. - Für die spätere Zeile kannst du die Summe schrittweise weiterführen oder geschickt zusammenfassen. - Bei der Grenze genügt es, die Ergebnisse so lange weiterzuführen, bis sie erstmals überschritten wird.

Lösung

1. Zeile \(5\) lautet \(1 + 2 + 3 + 4 + 5\) und ergibt \(15\). Zeile \(6\) lautet \(1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6\) und ergibt \(21\). Die Ergebnisse der Zeilen \(1\) bis \(6\) sind \(1, 3, 6, 10, 15, 21\). 2. Für Zeile \(10\) gilt \(1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 = 55\). 3. Nach Zeile \(6\) folgen \(28\) in Zeile \(7\), \(36\) in Zeile \(8\) und \(45\) in Zeile \(9\). Damit wird die Grenze erstmals in Zeile \(9\) überschritten.

Antwort

a) Zeile \(5\): \(1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15\); Zeile \(6\): \(1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 = 21\). Ergebnisse \(1, 3, 6, 10, 15, 21\). b) \(55\) c) Zeile \(9\)
4193035
Bei einer besonderen Zahlen-Verwandlung multipliziert man jede Ziffer einer Zahl mit sich selbst und addiert dann die Ergebnisse. Aus der Zahl \(13\) wird so zum Beispiel die Zahl \(10\), da \(1 \cdot 1 + 3 \cdot 3 = 10\) ist. Aus der \(10\) wird im nächsten Schritt die \(1\), da \(1 \cdot 1 + 0 \cdot 0 = 1\) ist. Starte mit der Zahl \(49\) und führe diese Verwandlung so lange durch, bis du bei der Zahl \(1\) ankommst. Wie viele Schritte benötigst du und wie lautet die Zahlenkette?

Denkanstöße

- Gehe Schritt für Schritt vor und notiere dir jedes Zwischenergebnis. - Denke daran, dass bei einer dreistelligen Zahl alle drei Ziffern einzeln multipliziert werden müssen. - Ein „Schritt“ ist eine abgeschlossene Rechnung, die zu einer neuen Zahl führt.

Lösung

1. Berechnung des ersten Schritts: \(4 \cdot 4 + 9 \cdot 9 = 16 + 81 = 97\). 2. Berechnung des zweiten Schritts: \(9 \cdot 9 + 7 \cdot 7 = 81 + 49 = 130\). 3. Berechnung des dritten Schritts: \(1 \cdot 1 + 3 \cdot 3 + 0 \cdot 0 = 1 + 9 + 0 = 10\). 4. Berechnung des vierten Schritts: \(1 \cdot 1 + 0 \cdot 0 = 1\). Die Kette lautet \(49 \rightarrow 97 \rightarrow 130 \rightarrow 10 \rightarrow 1\). Es werden insgesamt 4 Schritte benötigt.

Antwort

Die Zahlenkette lautet: \(49 \rightarrow 97 \rightarrow 130 \rightarrow 10 \rightarrow 1\). Man benötigt insgesamt \(4\) Schritte, um zur \(1\) zu gelangen.
4217305
Zähle von der Ausgangszahl \(8970\) aus jeweils fünf Schritte weit. a) Zähle in Zehnerschritten vorwärts. b) Zähle in Hunderterschritten rückwärts. c) Zähle in Fünferschritten vorwärts.

Denkanstöße

- Überlege dir zuerst, ob die Zahlen größer oder kleiner werden. - Welche Stelle der Zahl ändert sich, wenn du in Zehner- oder Hunderterschritten zählst? - Achte besonders auf den Übergang zum nächsten Tausender.

Lösung

1. Für Teilaufgabe a) wird fünfmal \(10\) addiert: \(8970 + 10 = 8980\), \(8980 + 10 = 8990\), \(8990 + 10 = 9000\), \(9000 + 10 = 9010\), \(9010 + 10 = 9020\). 2. Für Teilaufgabe b) wird fünfmal \(100\) subtrahiert: \(8970 - 100 = 8870\), \(8870 - 100 = 8770\), \(8770 - 100 = 8670\), \(8670 - 100 = 8570\), \(8570 - 100 = 8470\). 3. Für Teilaufgabe c) wird fünfmal \(5\) addiert: \(8970 + 5 = 8975\), \(8975 + 5 = 8980\), \(8980 + 5 = 8985\), \(8985 + 5 = 8990\), \(8990 + 5 = 8995\).

Antwort

a) \(8980, 8990, 9000, 9010, 9020\) b) \(8870, 8770, 8670, 8570, 8470\) c) \(8975, 8980, 8985, 8990, 8995\)
5525925
Die Folge \(2, 5, 4, 7, 6, 9, \ldots\) wurde mit zwei festen Rechenschritten gebildet, die sich abwechselnd wiederholen: In einem Schritt wird immer dieselbe natürliche Zahl addiert, im anderen immer dieselbe natürliche Zahl subtrahiert. Samir sagt: „Die Regel ist immer \(+3\).“ a) Erkläre, warum Samirs Aussage nicht zur ganzen Folge passt. b) Bestimme die beiden sich wiederholenden Additionsschritte. c) Gib die nächsten zwei Glieder an.

Denkanstöße

- Prüfe Samirs Regel an jedem gegebenen Übergang, nicht nur am ersten. - Notiere die Änderungen zwischen benachbarten Gliedern in ihrer Reihenfolge. - Nutze die im Text festgelegte Zweischrittstruktur, um die beiden Änderungen zu identifizieren.

Lösung

1. Von \(2\) zu \(5\) wird \(3\) addiert, aber von \(5\) zu \(4\) wird \(1\) subtrahiert. Deshalb kann nicht in jedem Schritt \(+3\) gelten. 2. Die Rechenschritte lauten nacheinander: \(3\) addieren, \(1\) subtrahieren, \(3\) addieren, \(1\) subtrahieren, \(3\) addieren. Diese beiden Schritte wiederholen sich. 3. Nach \(9\) wird zunächst \(1\) subtrahiert und danach \(3\) addiert. Es folgen \(8\) und \(11\).

Antwort

a) Samirs Regel scheitert bereits an einem Übergang, bei dem die Zahl kleiner wird. b) Abwechselnd \(3\) addieren und \(1\) subtrahieren. c) \(8, 11\)
5540025
Der Zahlenstrahl zeigt eine Folge gleich großer Sprünge. a) Trage die fehlenden Zahlenwerte gedanklich in die roten Fragezeichen ein und gib sie der Reihe nach an. b) Welche Zahl würde als Nächstes folgen, wenn derselbe Sprung noch einmal ausgeführt wird?
Abbildung zur Aufgabe 554002

Denkanstöße

- Lies die Sprungweite an den Pfeilen ab. - Gehe von jedem bekannten Wert genau einen Sprung weiter. - Für Teil b) setzt du dasselbe Muster einmal fort.

Lösung

1. Jeder Sprung beträgt \(+250\). 2. Von \(1250\) aus entstehen nacheinander \(1500\), \(1750\), \(2000\) und \(2250\). 3. Ein weiterer Sprung um \(250\) führt zu \(2500\).

Antwort

a) \(1500, 1750, 2000, 2250\) b) \(2500\)
4173525
Die Zahlenfolge wurde mit einer Zweischrittregel gebildet, die sich immer wiederholt. Ein Schritt ist eine Multiplikation mit derselben natürlichen Zahl, im anderen Schritt wird immer dieselbe natürliche Zahl subtrahiert. \(5; 15; 10; 30; 25; 75; \dots\) a) Bestimme die beiden Rechenschritte in der richtigen Reihenfolge und prüfe sie an den gegebenen Gliedern. b) Setze die Folge um fünf Glieder fort.

Denkanstöße

- Untersuche getrennt den ersten, dritten und fünften Übergang. - Prüfe danach, ob der zweite und vierte Übergang mit derselben anderen Rechenänderung erklärt werden können. - Erst wenn beide Teilschritte wiederholt passen, setze die Folge fort.

Lösung

1. Von \(5\) zu \(15\) führt die Multiplikation mit \(3\). Dieselbe Multiplikation passt auch von \(10\) zu \(30\) und von \(25\) zu \(75\). 2. Von \(15\) zu \(10\) werden \(5\) subtrahiert. Derselbe zweite Schritt passt von \(30\) zu \(25\). 3. Die wiederholte Zweischrittregel lautet daher: mit \(3\) multiplizieren, dann \(5\) subtrahieren. 4. Nach \(75\) folgen \(70\), \(210\), \(205\), \(615\) und \(610\).

Antwort

a) Abwechselnd mit \(3\) multiplizieren und \(5\) subtrahieren. b) \(70; 210; 205; 615; 610\)
4173535
Bei dieser Zahlenfolge bilden die Differenzen zwischen benachbarten Gliedern selbst eine arithmetische Folge: Von einer Differenz zur nächsten wird immer dieselbe ganze Zahl addiert. \(2; 3; 6; 11; 18; \dots\) a) Bestimme die bisherigen Differenzen. b) Bestimme die feste Änderung von einer Differenz zur nächsten. c) Setze die ursprüngliche Zahlenfolge um fünf Glieder fort.

Denkanstöße

- Schreibe die Differenzen zwischen den benachbarten gegebenen Gliedern unter die Folge. - Vergleiche anschließend diese Differenzen miteinander. - Führe zuerst die Differenzen nach der vorgegebenen Regel fort und nutze sie danach für die ursprüngliche Folge.

Lösung

1. Die bisherigen Differenzen sind \(3 - 2 = 1\), \(6 - 3 = 3\), \(11 - 6 = 5\) und \(18 - 11 = 7\). 2. Die Differenzen wachsen jeweils um \(2\). 3. Daher folgen als Differenzen \(9\), \(11\), \(13\), \(15\) und \(17\). 4. Die nächsten Glieder sind \(18 + 9 = 27\), \(27 + 11 = 38\), \(38 + 13 = 51\), \(51 + 15 = 66\) und \(66 + 17 = 83\).

Antwort

a) \(1; 3; 5; 7\) b) \(+2\) c) \(27; 38; 51; 66; 83\)
4175975
Betrachte die folgende Vorschrift für eine Zahlenfolge: - Wenn die Zahl kleiner als \(20\) ist, verdopple sie (\(\cdot 2\)). - Wenn die Zahl \(20\) oder größer ist, subtrahiere \(7\) (\(- 7\)). Beginne mit der Startzahl \(5\) und führe die Folge so lange fort, bis sich eine Zahl zum ersten Mal wiederholt. Notiere die Folge bis zu dieser Wiederholung. Welche Zahl erscheint doppelt?

Denkanstöße

- Schreibe jede Zahl untereinander oder nebeneinander auf, um den Überblick zu behalten. - Achte genau auf die Grenze: Bei genau \(20\) musst du bereits die zweite Regel anwenden. - Vergleiche jede neue Zahl mit allen vorherigen Zahlen in deiner Liste.

Lösung

1. Startwert \(5 < 20 \rightarrow 5 \cdot 2 = 10\) 2. \(10 < 20 \rightarrow 10 \cdot 2 = 20\) 3. \(20 \ge 20 \rightarrow 20 - 7 = 13\) 4. \(13 < 20 \rightarrow 13 \cdot 2 = 26\) 5. \(26 \ge 20 \rightarrow 26 - 7 = 19\) 6. \(19 < 20 \rightarrow 19 \cdot 2 = 38\) 7. \(38 \ge 20 \rightarrow 38 - 7 = 31\) 8. \(31 \ge 20 \rightarrow 31 - 7 = 24\) 9. \(24 \ge 20 \rightarrow 24 - 7 = 17\) 10. \(17 < 20 \rightarrow 17 \cdot 2 = 34\) 11. \(34 \ge 20 \rightarrow 34 - 7 = 27\) 12. \(27 \ge 20 \rightarrow 27 - 7 = 20\) Die Zahl \(20\) ist die erste Zahl, die sich wiederholt. Die Folge bis dahin ist: \(5, 10, 20, 13, 26, 19, 38, 31, 24, 17, 34, 27, 20\).

Antwort

Die Zahl \(20\) wiederholt sich als erstes. Die Folge lautet: \(5, 10, 20, 13, 26, 19, 38, 31, 24, 17, 34, 27, 20\).
4175985
Eine „Rechenschlange“ funktioniert nach diesen Regeln: - Regel A: Wenn die Zahl auf die Ziffer \(0\) endet, streiche die letzte Null (das entspricht dem Teilen durch \(10\)). - Regel B: Wenn die Zahl nicht auf die Ziffer \(0\) endet, addiere \(6\). a) Berechne die ersten 8 Zahlen der Folge, wenn du mit der Zahl \(14\) beginnst. b) Was fällt dir nach einiger Zeit auf? Beschreibe das Muster.

Denkanstöße

- Führe die Rechnungen Schritt für Schritt aus und notiere die Ergebnisse. - Schau dir die Zahlenreihe an, wenn du fertig bist. Entdeckst du einen Rhythmus? - Wann fängt die Folge an, sich zu wiederholen?

Lösung

1. Die erste Zahl ist \(14\). Da sie nicht auf \(0\) endet, folgt \(14 + 6 = 20\). 2. \(20\) endet auf \(0\), also folgt \(20 : 10 = 2\). 3. \(2\) endet nicht auf \(0\), also folgt \(2 + 6 = 8\). 4. \(8\) endet nicht auf \(0\), also folgt \(8 + 6 = 14\). 5. Danach werden dieselben Regeln noch dreimal angewendet: \(14 \rightarrow 20 \rightarrow 2 \rightarrow 8\). Die ersten acht Zahlen lauten damit \(14, 20, 2, 8, 14, 20, 2, 8\). Es entsteht ein Zyklus: Die vier Zahlen \(14, 20, 2, 8\) wiederholen sich immer wieder in dieser Reihenfolge.

Antwort

a) Die ersten 8 Zahlen sind: \(14, 20, 2, 8, 14, 20, 2, 8\). b) Es entsteht ein Zyklus (eine Wiederholung). Die Zahlenfolge wiederholt sich alle vier Schritte.
4185305
Die Reihe wird nach einer festen Bauvorschrift gebildet: In jeder neuen Zeile wird links das nächste Paar aus zwei aufeinanderfolgenden natürlichen Zahlen ergänzt. Die größere Zahl des neuen Paares wird addiert, die kleinere subtrahiert. 1. \(2 - 1\) 2. \(4 - 3 + 2 - 1\) 3. \(6 - 5 + 4 - 3 + 2 - 1\) 4. \(8 - 7 + 6 - 5 + 4 - 3 + 2 - 1\) a) Berechne die Ergebnisse der ersten vier Zeilen und erkläre, warum die Bauvorschrift zu diesem Ergebnismuster führt. b) Wie lautet der Rechenausdruck für die sechste Zeile und was ist sein Ergebnis? c) In welcher Zeile steht das Ergebnis \(25\)?

Denkanstöße

- Rechne die Ausdrücke paarweise und vergleiche die Werte der Paare. - Wie viele gleichartige Paare enthält jede Zeile? - Verbinde die Anzahl dieser Paare mit der Nummer der Zeile.

Lösung

1. Die ersten vier Ergebnisse sind \(1\), \(2\), \(3\) und \(4\). Jede Zeile lässt sich in Paare mit dem Wert \(1\) zerlegen; das Ergebnis entspricht der Zeilennummer. 2. In Zeile \(6\) lautet der Ausdruck \(12 - 11 + 10 - 9 + 8 - 7 + 6 - 5 + 4 - 3 + 2 - 1\). Er besteht aus sechs Paaren mit dem Wert \(1\), also ist das Ergebnis \(6\). 3. Weil das Ergebnis der Zeilennummer entspricht, steht das Ergebnis \(25\) in Zeile \(25\).

Antwort

a) \(1, 2, 3, 4\); das Ergebnis entspricht jeweils der Zeilennummer. b) \(12 - 11 + 10 - 9 + 8 - 7 + 6 - 5 + 4 - 3 + 2 - 1 = 6\) c) Zeile \(25\)
4185315
Die Reihe wird nach einer festen Bauvorschrift gebildet: In jeder neuen Zeile kommt in der Klammer genau die nächste natürliche Zahl hinzu. 1. \(100 - 1 = 99\) 2. \(100 - (1 + 2) = 97\) 3. \(100 - (1 + 2 + 3) = 94\) 4. \(100 - (1 + 2 + 3 + 4) = 90\) a) Berechne das Ergebnis für die fünfte und sechste Zeile. b) In welcher Zeile ist das Ergebnis zum ersten Mal kleiner als \(80\)? c) Wie lautet das Ergebnis in Zeile \(10\)?

Denkanstöße

- Was kommt in der Klammer hinzu, wenn du eine Zeile weitergehst? - Nutze die bereits bekannte Klammersumme der vorherigen Zeile. - Prüfe bei Teil b) die Ergebnisse direkt um die Grenze \(80\).

Lösung

1. In Zeile \(5\) wird \(100 - (1 + 2 + 3 + 4 + 5) = 100 - 15 = 85\) gerechnet. 2. In Zeile \(6\) wird \(100 - (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6) = 100 - 21 = 79\) gerechnet. 3. Damit ist das Ergebnis in Zeile \(6\) zum ersten Mal kleiner als \(80\). 4. Die Summe von \(1\) bis \(10\) ist \(55\). Daher ergibt Zeile \(10\) den Wert \(100 - 55 = 45\).

Antwort

a) Zeile \(5\): \(85\); Zeile \(6\): \(79\) b) Zeile \(6\) c) \(45\)
4193045
Manche Zahlen führen bei der Verwandlung (Ziffern mit sich selbst multiplizieren und addieren) nicht zur \(1\), sondern kehren irgendwann zu einer Zahl zurück, die schon einmal vorkam. Man sagt, die Zahlenkette bildet einen Kreislauf. Untersuche die Zahlenkette, die mit der Zahl \(20\) beginnt. Führe die Verwandlung achtmal hintereinander durch. Was stellst du am Ende fest?

Denkanstöße

- Achte besonders auf die Rechnungen bei zweistelligen und dreistelligen Zahlen. - Schreibe die Ergebnisse der Reihe nach auf, um den Überblick zu behalten. - Vergleiche dein letztes Ergebnis mit deiner Startzahl.

Lösung

1. Schritt: \(2 \cdot 2 + 0 \cdot 0 = 4\). 2. Schritt: \(4 \cdot 4 = 16\). 3. Schritt: \(1 \cdot 1 + 6 \cdot 6 = 1 + 36 = 37\). 4. Schritt: \(3 \cdot 3 + 7 \cdot 7 = 9 + 49 = 58\). 5. Schritt: \(5 \cdot 5 + 8 \cdot 8 = 25 + 64 = 89\). 6. Schritt: \(8 \cdot 8 + 9 \cdot 9 = 64 + 81 = 145\). 7. Schritt: \(1 \cdot 1 + 4 \cdot 4 + 5 \cdot 5 = 1 + 16 + 25 = 42\). 8. Schritt: \(4 \cdot 4 + 2 \cdot 2 = 16 + 4 = 20\). Nach dem achten Schritt erreicht man wieder die Startzahl \(20\).

Antwort

Die Zahlenkette lautet: \(20 \rightarrow 4 \rightarrow 16 \rightarrow 37 \rightarrow 58 \rightarrow 89 \rightarrow 145 \rightarrow 42 \rightarrow 20\). Nach 8 Schritten landet man wieder bei der Startzahl \(20\). Die Kette wiederholt sich also immer wieder.
4203905
Lukas baut Treppen aus Holzwürfeln. Jede Stufe ist zwei Würfel breit. Die Abbildung zeigt die Treppe der Höhe \(3\); zusätzlich hat Lukas seine Beobachtungen in einer Tabelle festgehalten: <table> <tr><td>Höhe der Treppe</td><td>1</td><td>2</td></tr> <tr><td>Würfel in der untersten Reihe</td><td>2</td><td>4</td></tr> <tr><td>Gesamtanzahl der Würfel</td><td>2</td><td>6</td></tr> </table> a) Lukas möchte eine Treppe der Höhe \(10\) bauen. Wie viele Würfel liegen dann in der untersten Reihe und wie viele Würfel benötigt er insgesamt? b) Beschreibe, wie man die Anzahl der Würfel in der untersten Reihe und die Gesamtzahl der Würfel aus der Höhe der Treppe bestimmen kann.
Abbildung zur Aufgabe 420390

Denkanstöße

- Vergleiche in Tabelle und Abbildung die Höhe mit der Breite der untersten Reihe. - Welche neue Reihe kommt hinzu, wenn die Treppe um eine Stufe höher wird? - Für die Gesamtzahl kannst du die Würfelzahlen der einzelnen Reihen addieren.

Lösung

1. In jeder neuen Höhe kommen unten zwei weitere Würfel hinzu. Bei Höhe \(10\) liegen daher \(10 \cdot 2 = 20\) Würfel in der untersten Reihe. 2. Die Reihen enthalten von oben nach unten \(2,4,6,\ldots,20\) Würfel. Ihre Summe ist \(2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 + 16 + 18 + 20 = 110\). 3. Allgemein erhält man die unterste Reihe, indem man die Höhe verdoppelt. Für die Gesamtzahl addiert man die geraden Reihenbreiten von \(2\) bis zur Breite der untersten Reihe.

Antwort

a) Unterste Reihe: \(20\) Würfel; insgesamt: \(110\) Würfel b) Die Breite der untersten Reihe ist das Doppelte der Höhe. Die Gesamtzahl erhält man durch Addition der geraden Reihenbreiten von oben nach unten.
4203915
Ina legt eine Kette aus Dreiecken mit Streichhölzern. In der Abbildung siehst du den Anfang der Kette. Benachbarte Dreiecke teilen jeweils eine Seite. a) Wie viele Streichhölzer benötigt Ina für eine Kette aus \(25\) Dreiecken? b) Ina hat \(61\) Streichhölzer und verbraucht alle für eine solche Kette. Aus wie vielen Dreiecken besteht die Kette? c) Beschreibe eine Regel, mit der man die Anzahl der Hölzer für jede beliebige Anzahl an Dreiecken bestimmen kann.
Abbildung zur Aufgabe 420391

Denkanstöße

- Nutze die Abbildung, um zu sehen, welche Seite beim nächsten Dreieck bereits vorhanden ist. - Trenne gedanklich das erste Dreieck von den weiteren Dreiecken. - Für Teil b) kannst du die Regel aus Teil a) rückwärts nutzen.

Lösung

1. Für \(25\) Dreiecke braucht das erste Dreieck \(3\) Hölzer; die übrigen \(24\) Dreiecke liefern je \(2\) neue Hölzer. Daher \(3 + 24 \cdot 2 = 51\). 2. Aus der Abbildung ergibt sich: Für jedes Dreieck werden zwei Hölzer gezählt und einmal kommt ein zusätzliches Anfangsholz hinzu. Deshalb gilt rückwärts \(61 - 1 = 60\) und \(60 : 2 = 30\). Also sind es \(30\) Dreiecke. 3. Für jede Dreiecksanzahl verdoppelt man die Anzahl der Dreiecke und addiert \(1\) für das zusätzliche Anfangsholz.

Antwort

a) \(51\) Streichhölzer b) \(30\) Dreiecke c) Dreiecksanzahl verdoppeln und \(1\) addieren.
4203925
Ein quadratisches Blumenbeet soll mit einer Reihe quadratischer Steinplatten umrandet werden. Die Seitenlänge des Beets wird in Plattenlängen gemessen. Die Abbildung zeigt als Beispiel ein Beet mit Seitenlänge \(3\); ein Kästchen entspricht einer Plattenfläche. <table> <tr><td>Seitenlänge des Beets</td><td>1</td><td>2</td><td>3</td></tr> <tr><td>Anzahl der Steinplatten</td><td>8</td><td>12</td><td>16</td></tr> </table> a) Wie viele Steinplatten werden für ein Beet mit der Seitenlänge \(12\) benötigt? b) Erläutere allgemein, wie man die Anzahl der Steinplatten berechnet, wenn man die Seitenlänge des Beets kennt.
Abbildung zur Aufgabe 420392

Denkanstöße

- Vergleiche die Werte in der Tabelle: Um wie viel steigt die Plattenzahl pro Schritt? - Nutze die Abbildung, um die vier Seiten und die vier zusätzlichen Eckplätze zu erkennen. - Für Seitenlänge \(12\) kannst du entweder das Wachstum fortsetzen oder Seiten und Ecken getrennt zählen.

Lösung

1. Mit jeder zusätzlichen Plattenlänge an der Beetkante kommen insgesamt \(4\) Randplatten hinzu. 2. Von Seitenlänge \(1\) bis \(12\) sind es \(11\) Schritte: \(8 + 11 \cdot 4 = 52\). 3. Alternativ kann man für eine Seitenlänge \(n\) an den vier Seiten je \(n\) Platten zählen und die vier Eckplatten ergänzen. Für \(n = 12\): \(4 \cdot 12 + 4 = 52\).

Antwort

a) \(52\) Steinplatten b) Viermal die Seitenlänge plus die \(4\) Eckplatten.
4217315
Ergänze die fehlenden Werte in der Tabelle. Zähle von der Startzahl aus jeweils fünf Schritte in die angegebene Richtung. <table> <tr> <th>Startzahl</th> <th>Richtung</th> <th>Schrittweite</th> <th>1. Schritt</th> <th>2. Schritt</th> <th>3. Schritt</th> <th>4. Schritt</th> <th>5. Schritt</th> </tr> <tr> <td>\(24\,500\)</td> <td>vorwärts</td> <td>\(250\)</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> <tr> <td>\(10\,200\)</td> <td>rückwärts</td> <td>\(40\)</td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> <td></td> </tr> </table>

Denkanstöße

- Gehe Schritt für Schritt vor und rechne immer vom Ergebnis des vorherigen Schritts weiter. - Was bedeutet „vorwärts“ und „rückwärts“ für deine Rechnung? - Kannst du ein Muster bei den Endziffern erkennen?

Lösung

1. Erste Zeile (vorwärts): Addiere pro Schritt \(250\). Die Ergebnisse sind \(24\,500 + 250 = 24\,750\), \(24\,750 + 250 = 25\,000\), \(25\,000 + 250 = 25\,250\), \(25\,250 + 250 = 25\,500\) und \(25\,500 + 250 = 25\,750\). 2. Zweite Zeile (rückwärts): Subtrahiere pro Schritt \(40\). Die Ergebnisse sind \(10\,200 - 40 = 10\,160\), \(10\,160 - 40 = 10\,120\), \(10\,120 - 40 = 10\,080\), \(10\,080 - 40 = 10\,040\) und \(10\,040 - 40 = 10\,000\).

Antwort

Erste Zeile: \(24\,750, 25\,000, 25\,250, 25\,500, 25\,750\) Zweite Zeile: \(10\,160, 10\,120, 10\,080, 10\,040, 10\,000\)
4217325
Eine Zahlenfolge beginnt bei der Zahl \(15\,000\). Wenn man fünf gleich große Schritte vorwärts zählt, landet man genau bei der Zahl \(17\,500\). a) Bestimme die Größe eines einzelnen Schritts. b) Schreibe die fünf Zahlen auf, die man bei den Schritten vorwärts nacheinander erreicht. c) Welche fünf Zahlen erreicht man, wenn man von der Startzahl \(15\,000\) aus fünf Schritte der gleichen Größe rückwärts zählt?

Denkanstöße

- Wie weit ist es insgesamt von der ersten bis zur letzten Zahl? - Wenn diese Strecke in fünf gleiche Teile geteilt wird, wie groß ist dann ein Teil? - In welche Richtung musst du rechnen, um die Zahlen vor oder nach der Startzahl zu finden?

Lösung

1. Berechnung der Schrittweite: Die Gesamtdifferenz beträgt \(17\,500 - 15\,000 = 2500\). Da dies in fünf Schritten geschieht, ist ein Schritt \(2500 : 5 = 500\) groß. 2. Vorwärtsfolge: Ausgehend von \(15\,000\) werden nacheinander \(500\) addiert: \(15\,500, 16\,000, 16\,500, 17\,000, 17\,500\). 3. Rückwärtsfolge: Ausgehend von \(15\,000\) werden nacheinander \(500\) subtrahiert: \(15\,000 - 500 = 14\,500\), \(14\,500 - 500 = 14\,000\), \(14\,000 - 500 = 13\,500\), \(13\,500 - 500 = 13\,000\), \(13\,000 - 500 = 12\,500\).

Antwort

a) Ein Schritt ist \(500\) groß. b) \(15\,500, 16\,000, 16\,500, 17\,000, 17\,500\) c) \(14\,500, 14\,000, 13\,500, 13\,000, 12\,500\)
4349595
Beginne mit \(2\) und verdopple immer wieder. Die Endziffern der ersten acht Zahlen dieser Folge lauten: \(2, 4, 8, 6, 2, 4, 8, 6\). a) Beschreibe das Muster der Endziffern. b) Welche Endziffer hat die \(50.\) Zahl dieser Verdopplungsfolge? Nutze das Muster, ohne alle \(50\) Zahlen auszurechnen.

Denkanstöße

- Suche in der angegebenen Folge nach dem kürzesten Abschnitt, der sich wiederholt. - Wie viele vollständige Wiederholungsblöcke liegen kurz vor der \(50.\) Position? - Von einer Position am Ende eines vollständigen Blocks kannst du die nächsten ein oder zwei Stellen direkt im Muster weiterzählen.

Lösung

1. Der Viererblock \(2, 4, 8, 6\) wiederholt sich immer wieder. 2. In \(48\) Positionen passen genau \(12\) vollständige Viererblöcke. 3. Die \(49.\) Zahl hat daher wieder die erste Endziffer \(2\), die \(50.\) Zahl die zweite Endziffer \(4\).

Antwort

a) Die Endziffern wiederholen sich in der Folge \(2, 4, 8, 6\) mit einer Periodenlänge von \(4\). b) Die \(50.\) Zahl der Verdopplungsfolge hat die Endziffer \(4\).
5525935
Die Abbildung zeigt die Draufsichten der ersten drei Bauphasen eines Musters aus gleich großen Würfeln. In jedem belegten Feld liegt genau ein Würfel. Jede Bauphase ist eine vollständig gefüllte quadratische Schicht; von einer Phase zur nächsten wächst die Seitenlänge um genau einen Würfel. a) Wie viele Würfel werden für die vierte Bauphase benötigt? b) Wie viele neue Würfel kommen von der dritten zur vierten Bauphase hinzu? Erkläre, wie du das Wachstum erkannt hast.
Abbildung zur Aufgabe 552593

Denkanstöße

- Lies aus den Draufsichten die Seitenlängen der gezeigten quadratischen Schichten ab. - Übertrage die vorgegebene Bauvorschrift auf die nächste Phase. - Für Teil b) kannst du die dritte und die vierte quadratische Schicht miteinander vergleichen.

Lösung

1. Die ersten drei Bauphasen bestehen aus \(1\), \(4\) und \(9\) Würfeln. 2. Die Anzahlen wachsen um \(3\) und dann um \(5\). Der nächste ungerade Zuwachs ist \(7\). 3. Daher hat die vierte Bauphase \(9 + 7 = 16\) Würfel. Es kommen \(7\) neue Würfel hinzu.

Antwort

a) \(16\) Würfel b) \(7\) neue Würfel; die quadratische Fläche wächst jeweils um den nächsten ungeraden Randzuwachs.
4173655
In einer Zahlenfolge ist jede Zahl die Summe der beiden vorangegangenen Zahlen. Zwei aufeinanderfolgende Zahlen in der Mitte dieser Folge sind \(7\) und \(11\). Bestimme die beiden Glieder, die in der Folge vor der \(7\) stehen, und berechne die beiden Glieder, die nach der \(11\) folgen.

Denkanstöße

- Wenn du zwei Zahlen kennst, kannst du die nächste Zahl durch Plusrechnen finden. - Wie könntest du wohl die Zahl finden, die vor einer bekannten Zahl steht? Überlege dir die Umkehroperation. - Wenn \(A + B = C\) ist und du \(B\) und \(C\) kennst, wie findest du \(A\)? - Prüfe am Ende, ob deine ganze Kette von Zahlen der Additionsregel entspricht.

Lösung

1. Berechnung der nachfolgenden Zahlen durch Addition: Nächste Zahl: \(7 + 11 = 18\) Darauffolgende Zahl: \(11 + 18 = 29\) 2. Berechnung der vorangegangenen Zahlen durch Subtraktion (Umkehrung der Regel): Zahl direkt vor der 7: \(11 - 7 = 4\) Zahl davor: \(7 - 4 = 3\) 3. Überprüfung der Sequenz: \(3; 4; 7; 11; 18; 29\). Es gilt \(3+4=7\), \(4+7=11\), usw.

Antwort

Davor stehen \(3\) und \(4\); danach folgen \(18\) und \(29\).
4193055
Zahlen, die bei der beschriebenen Verwandlung (Ziffern quadrieren und addieren) nach einigen Schritten bei der Zahl \(1\) landen, nennt man „fröhliche Zahlen“. Untersuche die drei Zahlen \(13\), \(14\) und \(15\). Welche dieser Zahlen ist eine „fröhliche Zahl“? Begründe deine Entscheidung durch das Aufschreiben der Ketten.

Denkanstöße

- Untersuche jede Startzahl einzeln und schreibe die entstehenden Zahlen der Reihe nach auf. - Sobald eine Zahl zum zweiten Mal auftritt, wiederholt sich die Kette ab dort in einer Schleife. - Eine Zahl ist nur dann fröhlich, wenn ihre Kette schließlich \(1\) erreicht.

Lösung

1. Untersuchung von \(13\): \(13 \rightarrow 1^2 + 3^2 = 10 \rightarrow 1^2 + 0^2 = 1\). Damit ist \(13\) fröhlich. 2. Untersuchung von \(14\): \(14 \rightarrow 17 \rightarrow 50 \rightarrow 25 \rightarrow 29 \rightarrow 85 \rightarrow 89 \rightarrow 145 \rightarrow 42 \rightarrow 20 \rightarrow 4 \rightarrow 16 \rightarrow 37 \rightarrow 58 \rightarrow 89\). Die Zahl \(89\) tritt erneut auf; damit wiederholt sich die Kette und erreicht nie \(1\). 3. Untersuchung von \(15\): \(15 \rightarrow 26 \rightarrow 40 \rightarrow 16 \rightarrow 37 \rightarrow 58 \rightarrow 89\). Ab \(89\) folgt dieselbe Schleife wie bei \(14\). Somit ist nur \(13\) eine fröhliche Zahl.

Antwort

Nur \(13\) ist eine fröhliche Zahl, denn \(13 \rightarrow 10 \rightarrow 1\). Die Ketten von \(14\) und \(15\) gelangen in die Schleife \(89 \rightarrow 145 \rightarrow 42 \rightarrow 20 \rightarrow 4 \rightarrow 16 \rightarrow 37 \rightarrow 58 \rightarrow 89\) und erreichen daher nie \(1\).
5540035
Gegeben ist die Zahlenfolge \(2, 3, 5, 8, \ldots\). Mina sagt, die nächste Zahl müsse \(13\) sein. Jonas sagt, auch \(12\) sei als nächste Zahl begründbar. Finde für beide Aussagen eine einfache Regel, die zu allen vier gegebenen Zahlen passt. Erkläre anschließend, warum die vier Anfangszahlen allein die Fortsetzung nicht eindeutig festlegen.

Denkanstöße

- Prüfe nicht nur, ob eine Regel zum letzten Übergang passt, sondern zu allen gegebenen Übergängen. - Suche einmal nach einer Regel, die frühere Glieder miteinander verknüpft, und einmal nach einem Muster in den Differenzen. - Zwei verschiedene passende Regeln können nach den gegebenen Gliedern unterschiedlich weiterlaufen.

Lösung

1. Minas Regel kann lauten: Jede neue Zahl ist die Summe der beiden vorherigen. Dann gilt \(2 + 3 = 5\), \(3 + 5 = 8\) und als Nächstes \(5 + 8 = 13\). 2. Jonas' Regel kann lauten: Addiere nacheinander \(1, 2, 3, 4, \ldots\). Dann entsteht \(2, 3, 5, 8\) und als Nächstes \(8 + 4 = 12\). 3. Beide Regeln passen zu allen vorgegebenen Gliedern, führen aber danach zu verschiedenen Zahlen. Ohne zusätzliche Regelangabe ist die Fortsetzung daher nicht eindeutig.

Antwort

Beide Aussagen sind begründbar. Zum Beispiel liefert „Summe der beiden Vorgänger“ als nächstes \(13\), während „addiere nacheinander \(1, 2, 3, 4, \ldots\)“ als nächstes \(12\) liefert. Die Anfangsglieder bestimmen die Regel nicht eindeutig.

Alle Aufgaben dürfen für Schule und Nachhilfe (auch im Rahmen bezahlter Nachhilfe) kostenlos genutzt, kopiert und ausgedruckt werden. Nicht gestattet sind kommerzielle Bearbeitungen sowie die Veröffentlichung oder Weiterverbreitung im Internet.