Denke dir eine Zahl (zwischen 1 und 9). Verdopple sie und addiere 3. Multipliziere dann das Ergebnis mit 5 und subtrahiere schließlich 6. Nenne mir das Ergebnis und ich verrate dir deine Zahl.
Findest du den Trick heraus?
Erklärung des Tricks:
Mögliche Ergebnisse dieses Zahlenzaubers sind 19, 29, 39, 49, ...,99. Die gedachte Zahl ist jeweils die Zehner-Ziffer. Warum? Das kannst du bald erklären...
Noch mehr Zahlenzauber-Aufgaben findest du auf der Seite Aufgabenfuchs Nr. 1
Du hast im letzten Kapitel Gleichungen durch Probieren gelöst. In diesem Kapitel lernst du Möglichkeiten kennen, die Gleichung durch Umformungen zu lösen. Wiederhole dazu die Vorstellungen zu Gleichungen anhand von Waagen im Gleichgewicht in der nachfolgenden LearningApp.
App von G. Plaschke
2.1 Tütengleichungen - Waagemodell
Idee
Stelle in der Simulation von PhET (Variablen) die Gleichung 4x + 5 = 13 nach.
Wie kannst du vorgehen, damit auf der Waage auf der einen Seite nur noch eine Tüte und auf der anderen Seite nur noch die passende Anzahl von Steinen liegen?
Waagemodell-Rechenoperationen
Die Bilder zeigen ein mögliches Vorgehen. Beschreibe die Rechenoperationen, die jeweils auf beiden Seiten der Gleichung (Waage) durchgeführt wurden.
Übung 1 - Tütengleichungen
Überlege dir zwei Gleichungen, die man mit den Tüten und Würfeln darstellen kann. Mach dir Notizen, damit du deine Gleichungen und die Vorgehensweise zum Lösen deinem Partner präsentieren kannst.
Hilfe zum Finden von schwierigen Gleichungen:
Gehe rückwärts vor: Die Lösung soll z.B. x = 2 sein, also sollen in einer Tüte 2 Steine liegen. Die Gleichung lautet also
x = 2
Nun ergänze auf beiden Seiten immer das Gleiche, bis eine schwierige Gleichung entstanden ist, z.B.
auf beiden Seite zwei Steine ergänzen
x+2 = 4
auf beiden Seiten ein x oder eine Tüte ergänzen
2x + 2 = x + 4
auf beiden Seiten noch eine Tüte ergänzen
3x + 2 = 2x + 4
So erhältst du eine schwierige Gleichung, die Lösung ist immer noch x = 2.
Notiere jeweils die Gleichung, die dargestellt ist in dein Heft. Verändere dann beide Seiten der Gleichung so, dass du die Lösung der Gleichung (Gewicht des Würfels) angeben kannst. Notiere dazu passende Rechenoperationen in deinem Heft.
Merke
Die Darstellung zeigt die Lösung im Modell und als Gleichung.[1]
Um eine Gleichung zu lösen darfst du auf beiden Seiten
den gleichen Term addieren oder subtrahieren
mit der gleichen Zahl (≠0) multiplizieren oder durch die gleiche Zahl (≠0) dividieren.
Dabei wird die Lösung nicht geändert.
Diese Umformungen heißen "Äquivalenzumformungen" (von lat. äqui - gleich und vale - wert sein).
Übung 3 - Waagemodell
Löse auf der Seite Aufgabenfuchs mindestens 5 Beispiele. Nimm das Material und stelle die Gleichung und die Lösung als Tütengleichung nach. Notiere die Gleichung und die passende Rechenoperation zur Lösung der Aufgabe in deinem Heft.
Nr. 25
2.2 Gleichungen mit Variablen auf einer Seite lösen
Übung 4
Löse die Übungen auf der Seite realmath. Stelle dir die Situation als Tütengleichung mit dem Waagemodell vor. Bearbeite jeweils so viele Aufgaben, bis du mindestens 300 Punkte gesammelt hast.
Klicke auf das Bild, dann siehst du, wie du die Mengenklammer für die Lösung schreibst. Übe so lange, bis du diese Klammer ebenso schreiben kannst.
Übung 5
Berechne x aus -x. Löse dazu auf der Seite Aufgabenfuchs
Nr. 5
Gleichungen lösen - Schreibweisen
Jede Gleichung lässt sich Schritt für Schritt durch Umformungen lösen. Anstatt der Pfeile auf beiden Seiten kann man kürzer Kommandostriche schreiben und die Umformung dahinter notieren:
2.3 Gleichungen mit Variablen auf beiden Seiten lösen
Sicherlich kennst du noch die Vorrangregeln beim Berechnen von Termen:
- Punktrechnung vor
- Strichrechnung
Möchtest du nun eine Gleichung nach x auflösen, ist das Ziel, dass x "allein auf einer Seite" der Gleichung steht. Du musst also "alles, was stört auf die andere Seite bringen".
Bei den Umformungen musst du diese Reihenfolge "rückwärts" beachten:
Bringe zunächst die Terme mit Strichrechnung auf die andere Seite, dann löse die Punktrechnung auf.
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