26 Gleichungen I
26.1 Allgemeines
- In einer Gleichung sind zwei Terme durch ein Gleichheitszeichen miteinander verbunden.
- Ein Term ist eine sinnvolle Zusammenstellung von Zahlen, Variablen, Rechenzeichen und Klammern.
- Variablen (a, b, ... , x, y, z) sind Platzhalter für Zahlen.
- Wenn man für Variablen Zahlen einsetzt, kann man den Wert des Terms berechnen.
Beispiele für Terme:
(4 + 5) · 3
4·x + 2
2·a + 2·b
usw.
Beispiele für Gleichungen:
(4 + 5) · 3 = 9 · x
4·x+2 = 5·2
2·a+2·b = 16
usw.
26.2 Gleichungen lösen
Beim Lösen einer Gleichung sucht man die Zahl(en), die beim Einsetzen für die Variable eine richtige Gleichung ergeben.
Beispiel:
7 + x = 12
Die Lösung ist 5, weil 7 + 5 = 12 ist.
x = 5
Grundmenge
- Die Grundmenge ist die Gesamtheit der Zahlen, die für die Variable eingesetzt werden dürfen.
- Die Grundmenge wird üblicherweise mit G bezeichnet.
Beispiel:
G = N => Es dürfen alle Natürlichen Zahlen eingesetzt werden (0; 1; 2; 3; ...)
G = Z => Es dürfen alle Ganzen Zahlen eingesetzt werden (...; -2; -1; 0; +1; +2; ...)
Lösungsmenge
- Jene Zahlen, die beim Einsetzen in eine Gleichung eine wahre Aussage ergeben, bilden die Lösungsmenge.
- Die Lösungsmenge kann eine Zahl, mehrere Zahlen oder gar keine Zahl enthalten.
- Die Lösungsmenge wird üblicherweise mit L bezeichnet.
Beispiel:
3·x = 15
G = N
L = {5}
Gleichungen umformen
Gleichungen können umgeformt werden, indem auf beiden Seiten der Gleichung dieselbe Rechenoperation (+, -, ·, :) durchgeführt wird.
Beispiel:
3 · 5 = 15 | + 8
3 · 5 + 8 = 15 + 8
23 = 23
24 : 3 + 5 = 2 · 4 + 5 | - 7
24 : 3 + 5 - 7 = 2 · 4 + 5 - 7
6 = 6
Gleichungen mit einer Rechenoperation
Gleichungen mit einer Rechenoperation werden durch Umkehren der Rechenoperation gelöst.
Rechenoperation | Umkehroperation |
---|---|
Addition + | Subtraktion - |
Subtraktion - | Addition + |
Multiplikation · | Division : |
Division : | Multiplikation · |
Beispiel:
x + 17 = 35 | - 17
x + 17 - 17 = 35 - 17
x = 18
G = N
L = {18}
Gleichungen mit zwei Rechenoperationen
- Gleichungen mit zwei Rechenoperationen müssen schrittweise gelöst werden.
- Es wird immer die zuletzt getätigte Operation rückgängig gemacht.
Beispiele:
3· x + 7 = 22 | - 7 3 · x = 15 | : 3 x = 5 | G = N L = {5} | Probe: 3 · 5 + 7 = 22 15 + 7 = 22 22 = 22 w. A. |
(x - 2) · 8 = 56 | : 8 x - 2 = 7 | + 2 x = 9 | G = N L = {9} | Probe: (9 - 2) · 8 = 56 7 · 8 = 56 56 = 56 w. A. |
5 · x - 23 = 12 | + 23 5 · x = 35 | : 5 x = 7 | G = N L = {7} | Probe: 5 · 7 - 23 = 12 35 - 23 = 12 12 = 12 w. A. |
Gleichungen mit mehreren Rechenoperationen
Gleichungen mit mehreren Rechenoperationen sollten in folgender Reihenfolge gelöst werden:
- Terme vereinfachen und zusammenfassen.
- Falls die gesuchte Variable auf beiden Seiten der Gleichung vorkommt, muss die Variable auf eine Seite gebracht werden ("Das Kleinere muss weg!")
- Die Gleichung so umformen, dass die gesuchte Variable alleine steht.
Beispiele:
5x - 3 · 4 = 2x + 4 + 1x | G = N L = {8} | Probe: 5·8 - 3·4 = 2·8 + 4 + 1·8 40 - 12 = 16 + 4 + 8 28 = 28 w. A. |
3x + 48 - 2x = 4x + 6 · 5 1x + 48 = 4x + 30 | - 1x 48 = 3x + 30 | - 30 18 = 3x | : 3 6 = x | <=> x = 6 | G = N L = {6} | Probe: 3 · 6 + 48 - 2 · 6 = 4 · 6 + 6 · 5 18 + 48 - 12 = 24 + 30 66 - 12 = 54 54 = 54 w. A. |
26.3 Textgleichungen lösen
Beim Lösen von Textaufgaben mit Hilfe von Gleichungen sollten folgende Punkte beachtet werden:
- Lies den Text genau durch.
- Unterstreiche die wichtigen Stellen im Text.
- Bezeichne die gesuchte Größe mit einer Variablen.
- Stelle eine Gleichung auf.
- Löse die Gleichung.
- Überprüfe deine Lösung (Mach die Probe).
- Schreibe einen Antwortsatz.
Beispiel:
Vergrößert man eine Zahl um 14 so erhält man 30.
Wie heißt die gesuchte Zahl?
x + 14 = 30 | - 14
x = 16
Probe:
16 + 14 = 30
26.4 Formeln umformen
- Formeln sind Gleichungen mit mehreren Variablen.
- Formeln kann man wie Gleichungen umformen.
- Beim Umformen von Formeln entstehen neue Formeln.
Beispiele:
Der Flächeninhalt eines Rechtecks wird mit der Formel A = a · b berechnet.
Bei der folgenden Aufgabe ist der Flächeninhalt und die Länge der Seite a bekannt.
Die Länge der Seite b soll berechnet werden.
Rechteck: A = 28 cm² a = 7 cm b = ? | A = a · b | : b | a = A : b a = 28 : 7 a = 4 (cm) |
Der Umfang eines Rechtecks wird mit der Formel u = (a + b) · 2 berechnet.
Bei der folgenden Aufgabe ist der Umfang und die Länge der Seite b bekannt.
Die Länge der Seite a soll berechnet werden.
Rechteck: u = 16 cm b = 3 cm a = ? | u = (a + b) · 2 | : 2 | a = u : 2 - b a = 16 : 2 - 3 a = 8 - 3 a = 5 (cm) |