Grundlagenfach · Lerngebiet 2 · Gleichungen, Ungleichungen und Gleichungssysteme · 35 Lektionen

2.M Textaufgaben modellieren

Modellier-Baukasten · Vertiefung zu RLP 2.1 und 2.3

Bei vielen Textaufgaben ist das Rechnen der kleinere Teil — schwierig ist der Weg vom Text zum Gleichungssystem. Dieser Modellier-Baukasten zeigt ein einziges Prinzip, das für die vier häufigsten Aufgabentypen trägt: zuerst die Unbekannten deklarieren, dann Bilanzen aufstellen. Im Ansatz-Trainer übst du genau diesen Schritt — ohne zu rechnen.

📋 Kompetenzen nach RLP 2030 — Teilgebiete 2.1 und 2.3
  • gegebene Sachverhalte im technischen Kontext als Gleichung, Ungleichung oder Gleichungssystem formulieren
  • den Typ einer Gleichung bestimmen und beim Lösen entsprechend beachten, Lösungs- und Umformungsmethoden zielführend einsetzen sowie Lösungen überprüfen
  • ein lineares Gleichungssystem mit maximal drei Variablen lösen auch ohne Hilfsmittel
🎯 Lernziele — das kann ich nach dieser Seite
  • Ich kann die Unbekannten einer Textaufgabe mit Bedeutung und Einheit deklarieren.
  • Ich kann so viele unabhängige Gleichungen aufstellen, wie es Unbekannte gibt — als Mengenbilanz und Wertbilanz.
  • Ich kann Zahlenrätsel, Misch-, Verteil- und Zinsaufgaben am Text erkennen und das passende Deklarationsmuster wählen.
  • Ich kann die typischen Fallen vermeiden: «um 3 grösser» gegen «3-mal so gross», Prozent gegen Menge, Sets, Zinssatz und Zeitanteil.
  • Ich kann eine Lösung mit der Probe am Text überprüfen und Lösungen verwerfen, die nicht zur Situation passen.

Einstieg — vier Textaufgaben, ein Bauplan

Vier Aufgaben aus ganz verschiedenen Ecken. Auf den ersten Blick haben sie nichts gemeinsam:

TypAufgabe
ZahlenrätselEine zweistellige Zahl hat die Quersumme 9. Vertauscht man ihre Ziffern, wird die Zahl um 45 kleiner. Wie heisst die Zahl?
MischenEine Käserei mischt Vollmilch mit 3.8 % Fett und Magermilch mit 0.2 % Fett zu 600 kg Milch mit 2.6 % Fett. Wie viele kg braucht sie von jeder Sorte?
VerteilenEin Sportgeschäft verkauft Skistöcke zu 45 CHF, Skibrillen zu 80 CHF und das Set «Stöcke + Brille» zu 110 CHF. An einem Samstag gehen 21 Paar Stöcke und 17 Brillen weg — einzeln oder im Set — für zusammen 2215 CHF. Wie viele Sets waren es?
ZinsHerr Keller legt 30 000 CHF an: einen Teil auf ein Sparkonto zu 0.75 %, den Rest in eine Kassenobligation zu 2 %. Nach einem Jahr erhält er 425 CHF Zins. Wie viel liegt auf dem Sparkonto?

Gemeinsam ist allen vieren: Es gibt Grössen, die man zählt oder misst — Ziffern, Kilogramm, Stück, Franken Kapital —, und Grössen, die an diesen Mengen hängen: Stellenwert, Fett, Umsatz, Zins. Aus beiden Sorten entsteht je eine Gleichung, eine Mengenbilanz und eine Wertbilanz. Wer das einmal sieht, braucht nicht vier Rezepte, sondern eines. Alle vier Aufgaben werden weiter unten vollständig gelöst.

💡 Im Prüfungsformat «nur modellieren»

Oft verlangt eine Prüfungsaufgabe nur den Ansatz: Deklaration und Gleichungssystem, ohne Lösung. Genau das trainiert diese Seite. Ziel: Zu einer unbekannten Aufgabe der vier Typen stehen Deklaration und System in drei Minuten auf dem Blatt.

Das Bilanzprinzip in vier Schritten

📘 Bilanzprinzip — vom Text zum Gleichungssystem
SchrittWasWorauf achten
①Unbekannte deklarierenimmer mit Bedeutung und Einheit: «\(x\): Anzahl verkaufte Gipfeli (Stück)», nicht bloss «\(x\) = Gipfeli»
②Gleichungen aufstellenso viele unabhängige Gleichungen wie Unbekannte; jede Gleichung ist eine Bilanz — dieselbe Grösse auf zwei Arten gezählt
③Lösenmit einem Verfahren für Gleichungssysteme (Einsetzen, Gleichsetzen, Addition) bzw. mit der Lösungsformel, wenn eine Gleichung quadratisch ist
④Probe am Textdie Werte in die Aussagen des Textes einsetzen, nicht nur in die eigenen Gleichungen; passt die Lösung zur Situation (ganzzahlig, nicht negativ, Ziffer von 0 bis 9)?

Die Lösungsverfahren stehen in ↩ 2.3 Lineare Gleichungssysteme und ↩ 2.2b Quadratische Gleichungen.

⭐ Merksatz

Jede Aufgabe dieses Blocks ist eine Mengenbilanz plus eine Wertbilanz: Die Mengen addieren sich zur Gesamtmenge, und die Werte, die an den Mengen hängen — Preis, Stoffanteil, Zins, Stellenwert —, addieren sich zum Gesamtwert.

🟢 Beispiel: Gipfeli und Weggli in vier Schritten

Eine Bäckerei verkauft an einem Morgen 150 Gipfeli und Weggli für zusammen 205 CHF. Ein Gipfeli kostet 1.60 CHF, ein Weggli 1.10 CHF. Wie viele Stück hat sie von jeder Sorte verkauft?

① \(x\): Anzahl verkaufte Gipfeli (Stück); \(y\): Anzahl verkaufte Weggli (Stück).

② Zwei Unbekannte, also zwei Bilanzen:

\[ \begin{cases} x + y = 150 & \text{(Mengenbilanz: Stück)} \\ 1.60 \cdot x + 1.10 \cdot y = 205 & \text{(Wertbilanz: CHF)} \end{cases} \]

③ Einsetzen mit \(y = 150 - x\): \(1.60 \cdot x + 1.10 \cdot (150 - x) = 205\), also \(0.50 \cdot x + 165 = 205\) und \(x = 80\). Damit \(y = 70\).

④ Probe am Text: 80 Gipfeli und 70 Weggli sind 150 Stück ✓. Umsatz: \(80 \cdot 1.60 + 70 \cdot 1.10 = 128 + 77 = 205\) CHF ✓. Die Stückzahlen sind ganz und positiv — die Lösung passt zur Situation.

⚠ Häufiger Fehler: Deklaration ohne Einheit

«\(x\) = Milch» ist keine Deklaration. Meint \(x\) die Masse in kg, das Volumen in Litern oder den Fettanteil in Prozent? Wer das offen lässt, mischt später in derselben Gleichung Kilogramm und Prozent — und merkt es nicht. Schreibe immer: Grösse, Bezug, Einheit, zum Beispiel «\(x\): Masse der Vollmilch in kg».

💡 Warum die Probe am Text?

Eine falsch aufgestellte Gleichung lässt sich fehlerfrei lösen — die Probe in den eigenen Gleichungen stimmt dann trotzdem. Nur die Probe an den Aussagen des Textes deckt einen Fehler im Ansatz auf.

✏️ Mini-Check — Bilanzprinzip
Multiple Choice

Welche Deklaration ist vollständig?

  • \(x\) = Kaffee
  • \(x\): Masse der Kaffeesorte A in kg
  • \(x\): Kaffeesorte A in Prozent
Lösung anzeigen
B. Grösse (Masse), Bezug (Sorte A) und Einheit (kg) sind genannt. A lässt alles offen, C deklariert einen Anteil statt einer Menge.
Lückentext

Für drei Unbekannte braucht es unabhängige Gleichungen.

Lösung anzeigen
drei — so viele Gleichungen wie Unbekannte.
Kurze Rechnung

Probe am Text: 20 Personen besuchen ein Museum, Eintritt 15 CHF für Erwachsene und 9 CHF für Kinder, zusammen 252 CHF. Passen 12 Erwachsene und 8 Kinder?

Lösung anzeigen
Ja: \(12 + 8 = 20\) Personen ✓ und \(12 \cdot 15 + 8 \cdot 9 = 180 + 72 = 252\) CHF ✓.
Transfer

Jemand stellt für die Gipfeli-Aufgabe die Wertbilanz \(1.60 \cdot x + 1.10 \cdot y = 150\) auf und löst das System korrekt. Wo fällt der Fehler auf?

Lösungsweg anzeigen
Das System liefert \(x = -30\), \(y = 180\). In den eigenen Gleichungen stimmt die Probe: \(-30 + 180 = 150\) und \(1.60 \cdot (-30) + 1.10 \cdot 180 = 150\). Erst am Text zeigt sich der Fehler: Eine negative Stückzahl ist unmöglich, und der Umsatz müsste 205 CHF sein. Ursache: Rechts steht eine Stückzahl statt eines Betrags in CHF.

Vier Aufgabentypen im Überblick

Die vier Typen unterscheiden sich nur darin, was gezählt und was bewertet wird. Die Tabelle ist das Gerüst für die folgenden Abschnitte. Eine Druckfassung liegt im Zusatzmaterial.

TypDeklarationBilanz 1Bilanz 2Falle
1 Zahlen- und Ziffernrätsel \(z\): Zehnerziffer, \(e\): Einerziffer; die Zahl ist \(10 \cdot z + e\). Bruch: Zähler \(z\), Nenner als Term in \(z\) erste Aussage, z. B. Quersumme \(z + e = s\) zweite Aussage, z. B. vertauschte Ziffern \(10 \cdot e + z = 10 \cdot z + e - d\) «um 3 grösser als \(a\)» ist \(a + 3\); «3-mal so gross wie \(a\)» ist \(3 \cdot a\)
2 Mischen \(x\), \(y\): Mengen der beiden Sorten in kg bzw. l Mengenbilanz \(x + y = M\) Stoffbilanz \(p_1 \cdot x + p_2 \cdot y = p \cdot M\) Prozent und Menge in derselben Gleichung vermischen; Anteile als Dezimalzahl
3 Verteilen \(x\), \(y\), \(z\): Stückzahlen bzw. Anzahl Fahrten Stückbilanz \(x + y = N\), eine pro Artikel Wertbilanz \(a \cdot x + b \cdot y = W\) (CHF, t, Personen) ein Set enthält zwei Artikel und zählt in beiden Stückbilanzen
4 Zins \(x\), \(y\): Kapitalien in CHF Kapitalgleichung \(x + y = K\) Zinsgleichung \(p_1 \cdot t_1 \cdot x + p_2 \cdot t_2 \cdot y = Z\); \(p\) als Dezimalzahl, \(t\) in Jahren Zinssatz in Prozent stehen lassen; Zeitanteil \(t\) vergessen

Typ 1 — Zahlen- und Ziffernrätsel

Bei Zahlenrätseln sind die Unbekannten Zahlen oder Ziffern. Die ganze Schwierigkeit liegt in der Übersetzung: Jede Aussage des Textes wird wörtlich zu einem Term.

📘 Deklarationsmuster Typ 1
  • Zweistellige Zahl: \(z\): Zehnerziffer, \(e\): Einerziffer. Die Zahl ist \(10 \cdot z + e\), ihre Quersumme \(z + e\), die Zahl mit vertauschten Ziffern \(10 \cdot e + z\). Dabei ist \(z \in \{1, 2, \ldots, 9\}\) und \(e \in \{0, 1, \ldots, 9\}\).
  • Bruch: \(z\): Zähler. Der Nenner wird als Term in \(z\) geschrieben — «der Nenner ist um 3 grösser als der Zähler» ergibt den Bruch \(\dfrac{z}{z + 3}\).
  • Aufeinanderfolgende natürliche Zahlen: \(n\), \(n + 1\), \(n + 2\).
Im TextAls Term
um 3 grösser als \(a\)\(a + 3\)
um 3 kleiner als \(a\)\(a - 3\)
3-mal so gross wie \(a\)\(3 \cdot a\)
der dritte Teil von \(a\)\(\dfrac{a}{3}\)
das Produkt von \(a\) und \(b\)\(a \cdot b\)
⚠ Häufiger Fehler: «um 3 grösser» oder «3-mal so gross»?

«Die Einerziffer ist um 3 grösser als die Zehnerziffer» heisst \(e = z + 3\). «Die Einerziffer ist 3-mal so gross wie die Zehnerziffer» heisst \(e = 3 \cdot z\). Zweite Falle ist die Richtung: Die 3 kommt zur kleineren Grösse, also \(e = z + 3\) und nicht \(e + 3 = z\). Kontrolle mit einer Zahl: Bei \(z = 2\) muss \(e = 5\) herauskommen.

Dritte Falle: Die Zahl mit den Ziffern \(z\) und \(e\) ist \(10 \cdot z + e\), nicht \(z \cdot e\) — das wäre das Produkt der Ziffern.

Die beiden folgenden Rätsel beginnen gleich. Sie unterscheiden sich nur in der zweiten Aussage — und genau die macht das System linear oder quadratisch.

🟢 Linear: Ziffern vertauschen

Eine zweistellige Zahl hat die Quersumme 9. Vertauscht man ihre Ziffern, wird die Zahl um 45 kleiner.

① \(z\): Zehnerziffer, \(e\): Einerziffer.

②

\[ \begin{cases} z + e = 9 \\ 10 \cdot e + z = 10 \cdot z + e - 45 \end{cases} \]

③ Die zweite Gleichung geordnet: \(9 \cdot z - 9 \cdot e = 45\), also \(z - e = 5\). Addiert zur ersten: \(2 \cdot z = 14\), also \(z = 7\) und \(e = 2\).

④ Probe am Text: 72 hat die Quersumme 9 ✓. Vertauscht entsteht 27, und \(72 - 27 = 45\) ✓. Die Zahl heisst 72 — genau eine Lösung.

🟢 Quadratisch: Produkt der Ziffern

Eine zweistellige Zahl hat die Quersumme 9. Das Produkt ihrer Ziffern ist 14.

① \(z\): Zehnerziffer, \(e\): Einerziffer.

②

\[ \begin{cases} z + e = 9 \\ z \cdot e = 14 \end{cases} \]

③ \(e = 9 - z\) einsetzen: \(z \cdot (9 - z) = 14\), also \(z^2 - 9 \cdot z + 14 = 0\) und \((z - 2) \cdot (z - 7) = 0\). Damit \(z = 2\) mit \(e = 7\) oder \(z = 7\) mit \(e = 2\).

④ Probe am Text: 27 und 72 haben beide die Quersumme 9 und das Ziffernprodukt \(2 \cdot 7 = 14\) ✓. Es gibt zwei Zahlen: 27 und 72.

Das Produkt \(z \cdot e\) macht das zweite System quadratisch, und eine quadratische Gleichung kann zwei Lösungen haben. Welche davon zum Text passen, entscheidet die Probe — hier beide.

🟢 Beispiel: Bruchrätsel

Der Nenner eines Bruchs ist um 4 grösser als sein Zähler. Subtrahiert man von Zähler und Nenner je 1, entsteht ein Bruch mit dem Wert \(\tfrac{1}{2}\). Wie heisst der Bruch?

① \(z\): Zähler; der Nenner ist \(z + 4\), wobei \(z + 3 \neq 0\) gelten muss.

② \(\dfrac{z - 1}{z + 4 - 1} = \dfrac{z - 1}{z + 3} = \dfrac{1}{2}\)

③ Mit \(2 \cdot (z + 3)\) multiplizieren: \(2 \cdot (z - 1) = z + 3\), also \(2 \cdot z - 2 = z + 3\) und \(z = 5\).

④ Probe am Text: Der Bruch ist \(\tfrac{5}{9}\), der Nenner ist um 4 grösser ✓. Je 1 weniger ergibt \(\tfrac{4}{8} = \tfrac{1}{2}\) ✓.

✏️ Mini-Check — Zahlen- und Ziffernrätsel
Multiple Choice

«Eine zweistellige Zahl ist um 18 grösser als ihre Quersumme.» Welche Gleichung passt?

  • \(10 \cdot z + e = 18 \cdot (z + e)\)
  • \(10 \cdot z + e = z + e + 18\)
  • \(10 \cdot z + e + 18 = z + e\)
Lösung anzeigen
B. «um 18 grösser» heisst \(+\,18\) zur kleineren Seite, der Quersumme. A wäre «18-mal so gross», C dreht die Richtung um.
Lückentext

Hat eine Zahl die Zehnerziffer \(z\) und die Einerziffer \(e\), so lautet die Zahl mit vertauschten Ziffern .

Lösung anzeigen
\(10 \cdot e + z\) — jetzt steht \(e\) an der Zehnerstelle.
Kurze Rechnung

Das Produkt zweier aufeinanderfolgender natürlicher Zahlen ist 72. Stelle die Gleichung auf und löse sie.

Lösung anzeigen
\(n\): kleinere Zahl. \(n \cdot (n + 1) = 72\), also \(n^2 + n - 72 = 0\) und \((n - 8) \cdot (n + 9) = 0\). \(n = -9\) ist keine natürliche Zahl, also \(n = 8\): Die Zahlen sind 8 und 9.
Transfer

Warum hat das lineare Ziffernrätsel oben genau eine Lösung, das quadratische aber zwei?

Lösungsweg anzeigen
Beim linearen System schneiden sich zwei Geraden in einem Punkt. Beim quadratischen führt das Einsetzen auf \(z^2 - 9 \cdot z + 14 = 0\), eine quadratische Gleichung mit zwei Lösungen. Beide erfüllen den Text, weil in «Quersumme 9, Produkt 14» die Rollen von Zehner- und Einerziffer vertauschbar sind.

Typ 2 — Mischen

Zwei Sorten werden zu einer Mischung zusammengegeben. Dabei bleiben zwei Dinge erhalten: die Menge und die Menge des Stoffs, der in den Sorten steckt — Fett, Salz, Silber. Dasselbe Muster gilt, wenn statt eines Stoffs der Preis gemischt wird.

📘 Deklarationsmuster Typ 2

\(x\): Menge der Sorte 1, \(y\): Menge der Sorte 2 — in kg oder l, je nach Text.

\[ \begin{cases} x + y = M & \text{(Mengenbilanz)} \\ p_1 \cdot x + p_2 \cdot y = p \cdot M & \text{(Stoffbilanz)} \end{cases} \]
  • \(p_1\), \(p_2\) sind die Anteile der Sorten, \(p\) der Anteil der Mischung, \(M\) die Gesamtmenge. Anteile stehen als Dezimalzahl: 3.8 % wird zu \(0.038\).
  • Beim Mischen von Preisen ist \(p\) der Preis pro kg, und die zweite Gleichung ist eine Wertbilanz in CHF.
  • Verdünnen ist ein Sonderfall: Wasser ist eine Sorte mit dem Anteil \(0\).
⚠ Häufiger Fehler: Prozent und Menge in derselben Gleichung

In \(0.038 \cdot x + 0.002 \cdot y = 2.6\) steht links eine Masse (kg Fett) und rechts eine Prozentzahl. Rechts gehört die Fettmasse der Mischung hin: \(0.026 \cdot 600 = 15.6\) kg. Ebenso falsch ist \(x + y = 2.6\) — Mengen addieren sich zur Gesamtmenge, Prozentsätze addieren sich nie.

Kontrollfrage für jede Gleichung: Welche Einheit steht links, welche rechts? Es muss dieselbe sein.

🟢 Beispiel: Milch für die Käserei

Eine Käserei mischt Vollmilch mit 3.8 % Fett und Magermilch mit 0.2 % Fett zu 600 kg Milch mit 2.6 % Fett. Wie viele kg braucht sie von jeder Sorte?

① \(x\): Masse der Vollmilch in kg; \(y\): Masse der Magermilch in kg.

② Die Mischung enthält \(0.026 \cdot 600 = 15.6\) kg Fett:

\[ \begin{cases} x + y = 600 & \text{(kg Milch)} \\ 0.038 \cdot x + 0.002 \cdot y = 15.6 & \text{(kg Fett)} \end{cases} \]

③ \(y = 600 - x\) einsetzen: \(0.038 \cdot x + 0.002 \cdot (600 - x) = 15.6\), also \(0.036 \cdot x + 1.2 = 15.6\) und \(x = 400\). Damit \(y = 200\).

④ Probe am Text: \(400 + 200 = 600\) kg ✓. Fett: \(0.038 \cdot 400 + 0.002 \cdot 200 = 15.2 + 0.4 = 15.6\) kg, und \(15.6 : 600 = 0.026\), also 2.6 % ✓.

💡 Plausibel vor dem Rechnen

Die Mischung mit 2.6 % liegt näher bei der Vollmilch (3.8 %) als bei der Magermilch (0.2 %): Abstand 1.2 gegenüber 2.4 Prozentpunkten. Es braucht also mehr Vollmilch, und zwar im umgekehrten Verhältnis der Abstände, \(2.4 : 1.2 = 2 : 1\). Das Ergebnis 400 kg zu 200 kg bestätigt das.

✏️ Mini-Check — Mischen
Multiple Choice

Aus Sirup A mit 20 % Zucker und Sirup B mit 50 % Zucker sollen 30 kg Sirup mit 30 % Zucker entstehen. Welche Stoffbilanz stimmt?

  • \(0.2 \cdot x + 0.5 \cdot y = 30\)
  • \(0.2 \cdot x + 0.5 \cdot y = 0.3 \cdot 30\)
  • \(20 \cdot x + 50 \cdot y = 0.3\)
Lösung anzeigen
B. Links steht die Zuckermasse der beiden Sorten in kg, rechts die Zuckermasse der Mischung, \(0.3 \cdot 30 = 9\) kg. A setzt die Gesamtmasse ein, C vermischt Prozent und Anteil.
Lückentext

Beim Verdünnen mit Wasser hat die Sorte «Wasser» den Stoffanteil .

Lösung anzeigen
\(0\) — Wasser bringt Menge, aber keinen Stoff mit.
Kurze Rechnung

Löse das System aus der Multiple-Choice-Frage mit der Mengenbilanz \(x + y = 30\).

Lösung anzeigen
\(0.2 \cdot x + 0.5 \cdot (30 - x) = 9\), also \(15 - 0.3 \cdot x = 9\) und \(x = 20\), \(y = 10\): 20 kg Sirup A, 10 kg Sirup B. Probe: \(4 + 5 = 9\) kg Zucker ✓.
Transfer

Wie viel Wasser muss man zu 5 l Sirup mit 30 % Zucker giessen, damit er nur noch 12 % Zucker enthält?

Lösungsweg anzeigen
\(w\): Wassermenge in l. Die Zuckermenge bleibt gleich: \(0.30 \cdot 5 = 0.12 \cdot (5 + w)\), also \(1.5 = 0.6 + 0.12 \cdot w\) und \(w = 7.5\) l. Probe: \(0.12 \cdot 12.5 = 1.5\) ✓.

Typ 3 — Verteilen

Eine Gesamtzahl verteilt sich auf verschiedene Sorten — Artikel, Billette, Fahrten. Gezählt werden die Stücke; bewertet wird mit dem Preis, der Masse oder der Kapazität pro Stück.

📘 Deklarationsmuster Typ 3

\(x\), \(y\), \(z\): Stückzahlen der Sorten bzw. Anzahl Fahrten je Fahrzeug — ganze Zahlen, nicht negativ.

\[ \begin{cases} x + y = N & \text{(Stückbilanz)} \\ a \cdot x + b \cdot y = W & \text{(Wertbilanz)} \end{cases} \]

\(a\), \(b\) sind die Werte pro Stück (CHF, t, Sitzplätze), \(W\) ist der Gesamtwert. Gibt es mehrere Artikel, deren Gesamtzahl bekannt ist, entsteht pro Artikel eine eigene Stückbilanz.

⚠ Häufiger Fehler: Sets zählen doppelt

Ein Set «Stöcke + Brille» enthält zwei Artikel. Wer das Set als dritte Artikelsorte in eine einzige Stückbilanz \(x + y + z = 38\) steckt, zählt falsch: Die 21 Paar Stöcke stecken teils in Einzelverkäufen, teils in Sets — ebenso die 17 Brillen. Richtig ist je eine Stückbilanz pro Artikel, in der das Set in beiden auftaucht: \(x + z = 21\) und \(y + z = 17\).

🟢 Beispiel: Skistöcke, Brillen und Sets

Ein Sportgeschäft verkauft Skistöcke zu 45 CHF, Skibrillen zu 80 CHF und das Set «Stöcke + Brille» zu 110 CHF. An einem Samstag gehen 21 Paar Stöcke und 17 Brillen weg — einzeln oder im Set — für zusammen 2215 CHF.

① \(x\): Anzahl einzeln verkaufte Paar Stöcke; \(y\): Anzahl einzeln verkaufte Brillen; \(z\): Anzahl verkaufte Sets.

② Drei Unbekannte, drei Bilanzen:

\[ \begin{cases} x + z = 21 & \text{(Stöcke)} \\ y + z = 17 & \text{(Brillen)} \\ 45 \cdot x + 80 \cdot y + 110 \cdot z = 2215 & \text{(Umsatz in CHF)} \end{cases} \]

③ \(x = 21 - z\) und \(y = 17 - z\) in die dritte Gleichung: \(45 \cdot (21 - z) + 80 \cdot (17 - z) + 110 \cdot z = 2215\), also \(2305 - 15 \cdot z = 2215\) und \(z = 6\). Damit \(x = 15\) und \(y = 11\).

④ Probe am Text: Stöcke \(15 + 6 = 21\) ✓, Brillen \(11 + 6 = 17\) ✓, Umsatz \(45 \cdot 15 + 80 \cdot 11 + 110 \cdot 6 = 675 + 880 + 660 = 2215\) CHF ✓. Es waren 6 Sets.

✏️ Mini-Check — Verteilen
Multiple Choice

Ein Zoo verkauft Einzelbillette für Erwachsene und für Kinder sowie Familienbillette (2 Erwachsene und 2 Kinder). Bekannt sind die Anzahl Erwachsener und die Anzahl Kinder. Wie viele Stückbilanzen braucht es?

  • eine für alle Billette zusammen
  • zwei: je eine für Erwachsene und für Kinder, das Familienbillett in beiden
  • keine, die Wertbilanz genügt
Lösung anzeigen
B. Gezählt werden Personen, und ein Familienbillett enthält beide Sorten — mit dem Faktor 2 in jeder Stückbilanz.
Lückentext

Bei Aufgaben mit Fahrten ist die Wertbilanz meist eine Bilanz der transportierten .

Lösung anzeigen
Masse (oder Personen) — Nutzlast pro Fahrt mal Anzahl Fahrten.
Kurze Rechnung

40 Kinobillette, Erwachsene 18 CHF, Kinder 7 CHF, zusammen 500 CHF. Stelle das System auf und löse es.

Lösung anzeigen
\(x + y = 40\) und \(18 \cdot x + 7 \cdot y = 500\). Einsetzen: \(18 \cdot x + 280 - 7 \cdot x = 500\), also \(x = 20\) und \(y = 20\). Probe: \(360 + 140 = 500\) CHF ✓.
Transfer

Beim Lösen einer Verteilaufgabe kommt \(x = 12.5\) verkaufte Artikel heraus. Was folgt daraus?

Lösungsweg anzeigen
Stückzahlen sind ganze Zahlen. Entweder steckt ein Rechenfehler oder ein Fehler im Ansatz dahinter — oder die Angaben im Text lassen sich gar nicht erfüllen. Zuerst Ansatz und Rechnung am Text prüfen; stimmen beide, ist die Antwort «nicht möglich».

Typ 4 — Zins

Ein Kapital wird auf zwei Anlagen verteilt. Die «Menge» ist das Kapital in CHF, der «Wert» ist der Zins, den jeder Teil abwirft.

📘 Deklarationsmuster Typ 4

\(x\): Kapital auf Anlage 1 in CHF, \(y\): Kapital auf Anlage 2 in CHF.

\[ \begin{cases} x + y = K & \text{(Kapitalgleichung)} \\ p_1 \cdot t_1 \cdot x + p_2 \cdot t_2 \cdot y = Z & \text{(Zinsgleichung)} \end{cases} \]
  • Zinssätze als Dezimalzahl: 2 % wird zu \(0.02\), 0.75 % zu \(0.0075\).
  • Zeitanteil \(t\) in Jahren: ganzes Jahr \(t = 1\), Halbjahr \(t = \tfrac{1}{2}\), vier Monate \(t = \tfrac{4}{12} = \tfrac{1}{3}\), drei Monate \(t = \tfrac{1}{4}\).
  • Gerechnet wird mit einfachem Zins: Zins \(= p \cdot t \cdot\) Kapital, ohne Zinseszins.
⚠ Häufiger Fehler: Zinssatz in Prozent stehen lassen

\(0.75 \cdot x + 2 \cdot y = 425\) rechnet mit 75 % und 200 % Zins. Das System mit \(x + y = 30\,000\) liefert dann ein negatives Kapital — die Probe am Text entlarvt den Fehler. Erst die Umrechnung macht daraus eine Zinsgleichung: \(0.0075 \cdot x + 0.02 \cdot y = 425\).

Zweite Falle ist der Zeitanteil: Wer ein Halbjahr zum vollen Jahressatz verzinst, rechnet den doppelten Zins; wer bei vier Monaten mit dem Faktor 4 multipliziert, den zwölffachen.

🟢 Beispiel: zwei Anlagen

Herr Keller legt 30 000 CHF an: einen Teil auf ein Sparkonto zu 0.75 %, den Rest in eine Kassenobligation zu 2 %. Nach einem Jahr erhält er 425 CHF Zins.

① \(x\): Kapital auf dem Sparkonto in CHF; \(y\): Kapital in der Kassenobligation in CHF.

②

\[ \begin{cases} x + y = 30\,000 & \text{(CHF Kapital)} \\ 0.0075 \cdot x + 0.02 \cdot y = 425 & \text{(CHF Zins)} \end{cases} \]

③ \(x = 30\,000 - y\) einsetzen: \(0.0075 \cdot (30\,000 - y) + 0.02 \cdot y = 425\), also \(225 + 0.0125 \cdot y = 425\) und \(y = 16\,000\). Damit \(x = 14\,000\).

④ Probe am Text: \(14\,000 + 16\,000 = 30\,000\) CHF ✓. Zins: \(0.0075 \cdot 14\,000 + 0.02 \cdot 16\,000 = 105 + 320 = 425\) CHF ✓. Auf dem Sparkonto liegen 14 000 CHF.

🟢 Beispiel mit Zeitanteil: ein Halbjahr

20 000 CHF werden aufgeteilt. Ein Teil liegt ein ganzes Jahr zu 0.8 % auf einem Sparkonto, der Rest nur ein halbes Jahr zu 2.4 % auf einem Festgeldkonto. Zusammen gibt das 212 CHF Zins.

① \(x\): Kapital auf dem Sparkonto in CHF; \(y\): Kapital auf dem Festgeldkonto in CHF.

②

\[ \begin{cases} x + y = 20\,000 \\ 0.008 \cdot 1 \cdot x + 0.024 \cdot \tfrac{1}{2} \cdot y = 212 \end{cases} \]

③ Die Zinsgleichung vereinfacht: \(0.008 \cdot x + 0.012 \cdot y = 212\). Mit \(x = 20\,000 - y\): \(160 + 0.004 \cdot y = 212\), also \(y = 13\,000\) und \(x = 7000\).

④ Probe am Text: \(7000 + 13\,000 = 20\,000\) CHF ✓. Zins: \(0.008 \cdot 7000 = 56\) CHF und \(0.024 \cdot \tfrac{1}{2} \cdot 13\,000 = 156\) CHF, zusammen 212 CHF ✓.

✏️ Mini-Check — Zins
Multiple Choice

Ein Kapital \(x\) liegt vier Monate zu 1.5 %. Welcher Faktor steht in der Zinsgleichung vor \(x\)?

  • \(1.5 \cdot 4\)
  • \(0.015 \cdot 4\)
  • \(0.015 \cdot \tfrac{1}{3}\)
Lösung anzeigen
C. Zinssatz als Dezimalzahl und vier Monate als \(\tfrac{4}{12} = \tfrac{1}{3}\) Jahr.
Lückentext

Ein Zinssatz von 0.6 % steht in der Zinsgleichung als Faktor .

Lösung anzeigen
\(0.006\)
Kurze Rechnung

Wie viel Zins bringen 9000 CHF zu 2 % während eines halben Jahres?

Lösung anzeigen
\(0.02 \cdot \tfrac{1}{2} \cdot 9000 = 90\) CHF.
Transfer

In der Kapitalgleichung kommen keine Zinssätze vor, in der Zinsgleichung schon. Warum steht trotzdem auf beiden Seiten jeder Gleichung dieselbe Einheit?

Lösungsweg anzeigen
Die Kapitalgleichung addiert Beträge in CHF zum Gesamtkapital in CHF. In der Zinsgleichung sind Zinssatz und Zeitanteil reine Zahlen ohne Einheit: \(0.02 \cdot \tfrac{1}{2} \cdot\) CHF ergibt wieder CHF, nämlich Zins. Links und rechts stehen darum CHF Zins — genau deshalb darf der Zinssatz nicht als 2 stehen bleiben, sonst wäre der «Zins» grösser als das Kapital.

Ansatz-Trainer

Hier geht es nur um die Schritte ① und ② des Bilanzprinzips. Wähle eine Aufgabe, lege fest, wofür \(x\), \(y\) und \(z\) stehen, und setze dann die Gleichungen aus Bausteinen zusammen. Die Rückmeldung prüft den Ansatz — gerechnet wird nicht, und ein Resultat verrät der Trainer nicht.

Ansatz-Trainer: erst deklarieren, dann bilanzieren

💡 Erkenntnis
Erkenntnis
Ein Ansatz ist richtig, wenn jede Gleichung eine Bilanz aus dem Text ausdrückt — gleichgültig, welche Unbekannte \(x\) heisst, auf welcher Seite ein Term steht oder ob die Gleichung mit einer Zahl erweitert ist. Die Bausteine übernehmen die Namen aus deiner Deklaration. Falsch wird ein Ansatz erst durch einen Fehler in der Übersetzung: Prozent statt Menge, «mal» statt «um», ein vergessener Zeitanteil, ein Set, das nur einmal gezählt wird.

Bausteine ziehen — oder antippen und danach das Feld antippen. Ein belegtes Feld leert sich, wenn du es ohne gewählten Baustein antippst.

Schritt ① Deklaration
Schritt ② Gleichungen

    Aufgaben

    Sieben Aufgaben mit zunehmender Selbstständigkeit. Schreibe bei jeder Aufgabe zuerst die Deklaration und das Gleichungssystem auf, bevor du rechnest.

    🟠 A1Typ erkennen und deklarieren

    Bestimme bei jedem Text den Aufgabentyp und deklariere die Unbekannten mit Bedeutung und Einheit. Stelle das Gleichungssystem auf, löse es aber nicht.

    1. Eine Gärtnerei mischt Blumenerde zu 2.40 CHF pro kg mit Kompost zu 0.90 CHF pro kg. Es sollen 80 kg einer Mischung zu 1.50 CHF pro kg entstehen.
    2. Bei einer zweistelligen Zahl ist die Zehnerziffer doppelt so gross wie die Einerziffer. Die Zahl ist um 36 grösser als die Zahl mit vertauschten Ziffern.
    3. Ein Umzugsunternehmen fährt mit einem Lieferwagen (Nutzlast 1.5 t) und einem Lastwagen (Nutzlast 7 t), immer voll beladen. In 15 Fahrten werden 61 t transportiert.
    4. Eine Pensionskasse legt 2 Millionen CHF in Obligationen zu 1.25 % und in Aktien mit 4 % erwarteter Rendite an. Der erwartete Ertrag nach einem Jahr beträgt 47 000 CHF.
    🟢 Lösung
    1. Typ 2 Mischen (Preis statt Stoffanteil). \(x\): Masse Blumenerde in kg, \(y\): Masse Kompost in kg. \(x + y = 80\) und \(2.40 \cdot x + 0.90 \cdot y = 1.50 \cdot 80\). Zur Kontrolle: 32 kg Erde, 48 kg Kompost.
    2. Typ 1 Ziffernrätsel. \(z\): Zehnerziffer, \(e\): Einerziffer. \(z = 2 \cdot e\) und \(10 \cdot z + e = 10 \cdot e + z + 36\). Zur Kontrolle: die Zahl 84.
    3. Typ 3 Verteilen (Fahrten). \(x\): Anzahl Fahrten Lieferwagen, \(y\): Anzahl Fahrten Lastwagen. \(x + y = 15\) und \(1.5 \cdot x + 7 \cdot y = 61\). Zur Kontrolle: 8 und 7 Fahrten.
    4. Typ 4 Zins. \(x\): Betrag in Obligationen in CHF, \(y\): Betrag in Aktien in CHF. \(x + y = 2\,000\,000\) und \(0.0125 \cdot x + 0.04 \cdot y = 47\,000\). Zur Kontrolle: 1 200 000 CHF und 800 000 CHF.
    🟠 A2Zahlenrätsel linear und quadratisch
    1. Eine zweistellige Zahl ist 4-mal so gross wie ihre Quersumme. Ihre Einerziffer ist um 2 grösser als ihre Zehnerziffer. Wie heisst die Zahl?
    2. Multipliziert man eine ganze Zahl mit der um 5 grösseren Zahl, erhält man 84. Welche Zahl kann es sein?
    🟢 Lösung

    1. \(z\): Zehnerziffer, \(e\): Einerziffer.

    \[ \begin{cases} 10 \cdot z + e = 4 \cdot (z + e) \\ e = z + 2 \end{cases} \]

    Die erste Gleichung geordnet: \(6 \cdot z = 3 \cdot e\), also \(e = 2 \cdot z\). Gleichsetzen mit \(e = z + 2\): \(2 \cdot z = z + 2\), also \(z = 2\) und \(e = 4\). Probe am Text: 24 hat die Quersumme 6, und \(4 \cdot 6 = 24\) ✓; die Einerziffer 4 ist um 2 grösser als 2 ✓. Die Zahl heisst 24.

    2. \(x\): die gesuchte ganze Zahl. \(x \cdot (x + 5) = 84\), also \(x^2 + 5 \cdot x - 84 = 0\) und \((x - 7) \cdot (x + 12) = 0\). Damit \(x = 7\) oder \(x = -12\).

    Probe am Text: \(7 \cdot 12 = 84\) ✓ und \((-12) \cdot (-7) = 84\) ✓. Beide sind ganze Zahlen, also passen 7 und −12. Stünde im Text «natürliche Zahl», bliebe nur 7.

    🟠 A3Mischen und Verdünnen
    1. Eine Goldschmiedin hat Silber 925 (92.5 % Silber) und Silber 800 (80 % Silber). Sie braucht 50 g einer Legierung mit 87.5 % Silber. Wie viele Gramm nimmt sie von jeder Sorte?
    2. 2 l Reinigungskonzentrat mit 40 % Wirkstoff sollen mit Wasser auf 16 % Wirkstoff verdünnt werden. Wie viel Wasser braucht es?
    🟢 Lösung

    1. \(x\): Masse Silber 925 in g, \(y\): Masse Silber 800 in g.

    \[ \begin{cases} x + y = 50 & \text{(g Legierung)} \\ 0.925 \cdot x + 0.8 \cdot y = 43.75 & \text{(g Silber)} \end{cases} \]

    Rechts in der Stoffbilanz steht die Silbermasse der Legierung, \(0.875 \cdot 50 = 43.75\) g.

    Mit \(y = 50 - x\): \(0.925 \cdot x + 40 - 0.8 \cdot x = 43.75\), also \(0.125 \cdot x = 3.75\) und \(x = 30\), \(y = 20\). Probe am Text: \(30 + 20 = 50\) g ✓; Silber \(27.75 + 16 = 43.75\) g, und \(43.75 : 50 = 0.875\) ✓. Sie nimmt 30 g Silber 925 und 20 g Silber 800.

    2. \(w\): Wassermenge in l. Die Wirkstoffmenge bleibt gleich, das Wasser bringt den Anteil 0 mit:

    \[ 0.40 \cdot 2 + 0 \cdot w = 0.16 \cdot (2 + w) \]

    Also \(0.8 = 0.32 + 0.16 \cdot w\) und \(w = 3\). Probe am Text: 5 l Reiniger mit \(0.8\) l Wirkstoff, und \(0.8 : 5 = 0.16\) ✓. Es braucht 3 l Wasser.

    🟠 A4Verteilen: Fahrten im Kieswerk

    Ein Kieswerk liefert mit zwei Lastwagen Kies auf eine Baustelle. Lastwagen A lädt pro Fahrt 18 t, Lastwagen B 14 t; beide fahren immer voll beladen.

    1. In 12 Fahrten werden 188 t geliefert. Wie viele Fahrten hat jeder Lastwagen gemacht?
    2. Wären mit 12 vollen Fahrten auch genau 190 t möglich?
    🟢 Lösung

    1. \(x\): Anzahl Fahrten Lastwagen A, \(y\): Anzahl Fahrten Lastwagen B.

    \[ \begin{cases} x + y = 12 & \text{(Fahrten)} \\ 18 \cdot x + 14 \cdot y = 188 & \text{(t Kies)} \end{cases} \]

    Mit \(y = 12 - x\): \(18 \cdot x + 168 - 14 \cdot x = 188\), also \(4 \cdot x = 20\) und \(x = 5\), \(y = 7\). Probe am Text: \(5 + 7 = 12\) Fahrten ✓, \(90 + 98 = 188\) t ✓.

    2. Mit 190 t wird die Wertbilanz zu \(18 \cdot x + 14 \cdot y = 190\) und daraus \(4 \cdot x = 22\), \(x = 5.5\). Eine halbe Fahrt gibt es nicht — mit 12 vollen Fahrten sind 190 t nicht möglich. Hier leistet die Probe am Text die eigentliche Arbeit.

    🟠 A5Zins mit Zeitanteil

    Anna teilt 15 000 CHF auf. Teil A legt sie für vier Monate zu 2.7 % an, Teil B für ein ganzes Jahr zu 1.2 %. Zusammen erhält sie 165 CHF Zins. Wie gross sind die beiden Teile?

    🟢 Lösung

    \(x\): Teil A in CHF, \(y\): Teil B in CHF. Vier Monate sind \(\tfrac{1}{3}\) Jahr.

    \[ \begin{cases} x + y = 15\,000 & \text{(CHF Kapital)} \\ 0.027 \cdot \tfrac{1}{3} \cdot x + 0.012 \cdot y = 165 & \text{(CHF Zins)} \end{cases} \]

    Die Zinsgleichung vereinfacht: \(0.009 \cdot x + 0.012 \cdot y = 165\). Mit \(y = 15\,000 - x\): \(0.009 \cdot x + 180 - 0.012 \cdot x = 165\), also \(0.003 \cdot x = 15\) und \(x = 5000\), \(y = 10\,000\).

    Probe am Text: \(5000 + 10\,000 = 15\,000\) CHF ✓. Zins: \(0.027 \cdot \tfrac{1}{3} \cdot 5000 = 45\) CHF und \(0.012 \cdot 10\,000 = 120\) CHF, zusammen 165 CHF ✓. Teil A: 5000 CHF, Teil B: 10 000 CHF.

    🟠 A6Prüfungsformat: nur modellieren

    Deklariere die Unbekannten und stelle das Gleichungssystem auf. Nicht lösen — die Resultate in der Lösung dienen nur der Kontrolle.

    1. Der Zähler eines Bruchs ist um 5 kleiner als der Nenner. Vergrössert man Zähler und Nenner um je 1, erhält man \(\tfrac{2}{3}\).
    2. Ein Bioladen mischt Haselnüsse zu 18 CHF pro kg und Cashewkerne zu 32 CHF pro kg zu 5 kg einer Nussmischung, die 23.60 CHF pro kg kosten soll.
    3. Ein Verein legt 8000 CHF an, einen Teil zu 2.2 %, den Rest zu 0.9 %. Nach einem Jahr erhält er 111 CHF Zins.
    🟢 Lösung
    1. \(z\): Zähler; der Nenner ist \(z + 5\). Ansatz: \(\dfrac{z + 1}{z + 6} = \dfrac{2}{3}\), mit \(z \neq -6\). Kontrolle: \(z = 9\), der Bruch \(\tfrac{9}{14}\); \(\tfrac{10}{15} = \tfrac{2}{3}\) ✓.
    2. \(x\): Masse Haselnüsse in kg, \(y\): Masse Cashewkerne in kg. \(x + y = 5\) und \(18 \cdot x + 32 \cdot y = 23.60 \cdot 5\). Kontrolle: 3 kg Haselnüsse, 2 kg Cashewkerne; \(54 + 64 = 118\) CHF ✓.
    3. \(x\): Kapital zu 2.2 % in CHF, \(y\): Kapital zu 0.9 % in CHF. \(x + y = 8000\) und \(0.022 \cdot x + 0.009 \cdot y = 111\). Kontrolle: 3000 CHF und 5000 CHF; \(66 + 45 = 111\) CHF ✓.
    🟠 A7Zinseszins führt auf eine quadratische Gleichung Vertiefung

    5000 CHF liegen zwei Jahre lang auf einem Konto. Der Zins des ersten Jahres wird am Jahresende gutgeschrieben und im zweiten Jahr mitverzinst; der Zinssatz ist in beiden Jahren gleich. Nach zwei Jahren stehen 5304.50 CHF auf dem Konto. Wie hoch ist der Zinssatz?

    🟢 Lösung

    \(p\): Jahreszinssatz als Dezimalzahl. Nach einem Jahr ist das Kapital \(5000 \cdot (1 + p)\), nach zwei Jahren \(5000 \cdot (1 + p) \cdot (1 + p)\):

    \[ 5000 \cdot (1 + p)^2 = 5304.50 \]

    Also \((1 + p)^2 = 1.0609\) und \(1 + p = 1.03\) oder \(1 + p = -1.03\). Die negative Lösung \(p = -2.03\) passt nicht zur Situation. Damit \(p = 0.03\), der Zinssatz beträgt 3 %.

    Probe am Text: \(5000 \cdot 1.03 = 5150\) CHF nach einem Jahr, \(5150 \cdot 1.03 = 5304.50\) CHF nach zwei Jahren ✓.

    Zusatzserie: Technische Sachverhalte

    Der RLP verlangt, Sachverhalte «im technischen Kontext» als Gleichung oder Gleichungssystem zu formulieren. Das Bilanzprinzip trägt auch hier: Statt Stück und Franken werden Widerstände, Kräfte, Drehmomente, Wege oder Wärme bilanziert. Die nötige Physik steht jeweils in der Aufgabe.

    🟠 A8Zwei Widerstände in Reihe und parallel Vertiefung

    Zwei Widerstände \(R_1\) und \(R_2\) liegen an einer Spannung von 18 V. In Reihe geschaltet fliesst ein Strom von 0.12 A, parallel geschaltet ein Strom von 0.5 A. Bestimme \(R_1\) und \(R_2\).

    Physik: Ohmsches Gesetz \(R = \dfrac{U}{I}\). Reihenschaltung \(R = R_1 + R_2\), Parallelschaltung \(\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}\).

    🟢 Lösung

    \(R_1\), \(R_2\): die beiden Widerstände in Ω. Aus dem ohmschen Gesetz: in Reihe \(R = 18 : 0.12 = 150\) Ω, parallel \(R = 18 : 0.5 = 36\) Ω.

    \[ \begin{cases} R_1 + R_2 = 150 \\ \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} = \dfrac{1}{36} \end{cases} \]

    Die zweite Gleichung mit \(36 \cdot R_1 \cdot R_2\) multiplizieren: \(36 \cdot (R_2 + R_1) = R_1 \cdot R_2\), also \(R_1 \cdot R_2 = 36 \cdot 150 = 5400\). Mit \(R_2 = 150 - R_1\):

    \[ R_1 \cdot (150 - R_1) = 5400 \] \[ R_1^2 - 150 \cdot R_1 + 5400 = 0 \] \[ R_1 = \frac{150 \pm \sqrt{22\,500 - 21\,600}}{2} = \frac{150 \pm 30}{2} \]

    \(R_1 = 90\) Ω (dann \(R_2 = 60\) Ω) oder \(R_1 = 60\) Ω (dann \(R_2 = 90\) Ω). Die beiden Lösungen beschreiben dasselbe Paar: ein Widerstand mit 60 Ω, einer mit 90 Ω.

    Probe am Text: Reihe \(60 + 90 = 150\) Ω, \(18 : 150 = 0.12\) A ✓. Parallel \(\tfrac{1}{60} + \tfrac{1}{90} = \tfrac{5}{180} = \tfrac{1}{36}\), also 36 Ω und \(18 : 36 = 0.5\) A ✓.

    🟠 A9Träger auf zwei Stützen Vertiefung

    Ein 1.2 m langer Träger liegt an seinen beiden Enden auf den Stützen A und B. Im Abstand von 0.4 m von A hängt eine Last mit der Gewichtskraft 900 N; das Eigengewicht des Trägers wird vernachlässigt. Wie gross sind die Stützkräfte \(F_A\) und \(F_B\)?

    Physik: Im Gleichgewicht ist die Summe der Kräfte null, und die Drehmomente um jeden Punkt heben sich auf. Drehmoment = Kraft · Hebelarm.

    🟢 Lösung

    \(F_A\), \(F_B\): Stützkräfte in N, nach oben gerichtet.

    \[ \begin{cases} F_A + F_B = 900 & \text{(Kräfte)} \\ F_B \cdot 1.2 = 900 \cdot 0.4 & \text{(Momente um A)} \end{cases} \]

    Die erste Gleichung bilanziert Kräfte in N, die zweite Drehmomente um A in N·m.

    Aus der zweiten Gleichung \(F_B = 360 : 1.2 = 300\) N, aus der ersten \(F_A = 600\) N.

    Probe am Text mit den Drehmomenten um B: \(F_A \cdot 1.2 = 600 \cdot 1.2 = 720\) N·m, die Last wirkt mit \(900 \cdot 0.8 = 720\) N·m ✓. Plausibel: Die Last hängt näher bei A, also trägt A mehr. \(F_A = 600\) N, \(F_B = 300\) N.

    🟠 A10Linse: wo wird das Bild scharf? Vertiefung

    Eine Sammellinse hat die Brennweite \(f = 12\) cm. Eine Kerze und ein Schirm stehen 50 cm auseinander. An welcher Stelle zwischen Kerze und Schirm muss die Linse stehen, damit auf dem Schirm ein scharfes Bild entsteht?

    Physik: Linsengleichung \(\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{g} + \dfrac{1}{b}\) mit der Gegenstandsweite \(g\) (Kerze bis Linse) und der Bildweite \(b\) (Linse bis Schirm).

    🟢 Lösung

    \(g\): Abstand Kerze–Linse in cm, \(b\): Abstand Linse–Schirm in cm, mit \(0 \lt g \lt 50\).

    \[ \begin{cases} g + b = 50 & \text{(Weg in cm)} \\ \dfrac{1}{g} + \dfrac{1}{b} = \dfrac{1}{12} & \text{(Linsengleichung)} \end{cases} \]

    \(b = 50 - g\) einsetzen und mit \(12 \cdot g \cdot (50 - g)\) multiplizieren: \(12 \cdot (50 - g) + 12 \cdot g = g \cdot (50 - g)\), also \(600 = 50 \cdot g - g^2\) und

    \[ g^2 - 50 \cdot g + 600 = 0 \] \[ (g - 20) \cdot (g - 30) = 0 \]

    \(g = 20\) cm mit \(b = 30\) cm oder \(g = 30\) cm mit \(b = 20\) cm. Probe am Text: \(\tfrac{1}{20} + \tfrac{1}{30} = \tfrac{5}{60} = \tfrac{1}{12}\) ✓. Es gibt zwei Stellen: 20 cm oder 30 cm von der Kerze entfernt. Bei \(g = 20\) cm ist das Bild vergrössert, bei \(g = 30\) cm verkleinert.

    🟠 A11Mischtemperatur im Badewasser Vertiefung

    Für ein Bad sollen 150 l Wasser mit 40 °C aus Warmwasser mit 60 °C und Kaltwasser mit 10 °C gemischt werden. Wie viele Liter braucht es von jedem? Wärmeverluste werden vernachlässigt; 1 l Wasser hat die Masse 1 kg.

    Physik: Beim Mischen gibt das warme Wasser so viel Wärme ab, wie das kalte aufnimmt. Wärme \(Q = c \cdot m \cdot \Delta T\), für beide Wassermengen mit derselben spezifischen Wärmekapazität \(c\).

    🟢 Lösung

    \(x\): Menge Warmwasser in l (bzw. kg), \(y\): Menge Kaltwasser in l (bzw. kg).

    \[ \begin{cases} x + y = 150 & \text{(Menge)} \\ c \cdot x \cdot (60 - 40) = c \cdot y \cdot (40 - 10) & \text{(Wärme)} \end{cases} \]

    \(c\) kürzt sich: \(20 \cdot x = 30 \cdot y\), also \(x = 1.5 \cdot y\). Eingesetzt: \(2.5 \cdot y = 150\), \(y = 60\) und \(x = 90\).

    Probe am Text: \(90 + 60 = 150\) l ✓; abgegeben \(20 \cdot 90 = 1800\), aufgenommen \(30 \cdot 60 = 1800\) (je mal \(c\) in kJ/kg) ✓. 90 l Warmwasser, 60 l Kaltwasser.

    Die Wärmebilanz ist dieselbe Gleichung wie die Stoffbilanz von Typ 2: \(60 \cdot x + 10 \cdot y = 40 \cdot 150\) ergibt ebenfalls \(5400 + 600 = 6000\) ✓.

    Zusammenfassung

    ⭐ Merksatz

    Zuerst deklarieren, dann bilanzieren: Jede Unbekannte bekommt Bedeutung und Einheit, und jede Gleichung zählt dieselbe Grösse auf zwei Arten — Menge und Wert. Die Probe gehört an den Text, nicht an die eigenen Gleichungen.

    TypErkennbar anMengenbilanzWertbilanz
    Zahlen- und ZiffernrätselQuersumme, vertauschte Ziffern, Zähler und Nennererste Aussage des Texteszweite Aussage; mit einem Produkt quadratisch
    MischenSorten mit Anteil in % oder Preis pro kg\(x + y = M\)\(p_1 \cdot x + p_2 \cdot y = p \cdot M\)
    VerteilenStück, Billette, Fahrten, Setseine Stückbilanz pro Artikel\(a \cdot x + b \cdot y = W\)
    ZinsKapital, Zinssatz, Laufzeit\(x + y = K\)\(p_1 \cdot t_1 \cdot x + p_2 \cdot t_2 \cdot y = Z\)
    TechnikWiderstände, Kräfte, Linsen, WärmeSumme der Teile (Ω, N, cm, l)physikalisches Gesetz als zweite Bilanz

    Clips

    Clips zu den Animationen — was jede Animation zeigt

    Anim
    Transkripte — der gesprochene Text zum Mitlesen

    Ansatz-Trainer: Wann ist ein Ansatz richtig?

    1. 0:00Im Ansatz-Trainer baust du den Ansatz einer Textaufgabe aus Bausteinen. Wann ist ein Ansatz richtig?
    2. 0:09Kaffee zu vierundzwanzig und zu sechsunddreissig Franken pro Kilogramm ergibt zwölf Kilogramm zu neunundzwanzig Franken. Unbekannt sind die Massen x und y, in Kilogramm. Erst wenn das stimmt, erscheinen die Terme.
    3. 0:22Gleichung eins zählt Kilogramm, Gleichung zwei den Wert in Franken. Der Trainer nennt dazu Mengenbilanz und Wertbilanz. Rechts steht der Wert der ganzen Mischung: neunundzwanzig mal zwölf Franken.
    4. 0:34Jetzt heisst die teure Sorte x und die günstige y. Die Bausteine übernehmen die neuen Namen. Auch mit vertauschten Seiten meldet der Trainer wieder Mengenbilanz und Wertbilanz.
    5. 0:45Merke: Jede Gleichung drückt eine Bilanz aus dem Text aus. Namen und Seiten sind frei. Falsch wird der Ansatz erst durch einen Übersetzungsfehler, etwa neunundzwanzig statt neunundzwanzig mal zwölf.

    Textaufgaben: zuerst deklarieren, dann bilanzieren

    1. 0:00Hundertfünfzig Gipfeli und Weggli für zusammen zweihundertfünf Franken. Wie viele von jeder Sorte? Schwierig ist hier nicht das Rechnen, sondern der Weg vom Text zum Gleichungssystem.
    2. 0:11Schritt eins: jede Unbekannte deklarieren, mit Bedeutung und Einheit. x ist die Anzahl verkaufter Gipfeli in Stück, y die Anzahl verkaufter Weggli. Bloss x gleich Gipfeli genügt nicht.
    3. 0:23Schritt zwei: Zwei Unbekannte brauchen zwei Gleichungen, und jede ist eine Bilanz. Die Stückzahlen ergeben zusammen hundertfünfzig. Die Beträge ergeben zusammen zweihundertfünf Franken.
    4. 0:34Schritt drei, zum Beispiel mit Einsetzen: y ist hundertfünfzig minus x. Es bleibt null Komma fünf x plus hundertfünfundsechzig gleich zweihundertfünf, also x gleich achtzig und y gleich siebzig.
    5. 0:48Schritt vier: die Probe am Text. Achtzig und siebzig sind hundertfünfzig Stück. Hundertachtundzwanzig plus siebenundsiebzig Franken sind zweihundertfünf. Und die Zahlen sind ganz und positiv.
    6. 1:00Warum am Text? Wer rechts hundertfünfzig statt zweihundertfünf schreibt, erhält x gleich minus dreissig. In den eigenen Gleichungen stimmt die Probe trotzdem. Erst der Text zeigt: Minus dreissig Gipfeli gibt es nicht.

    Zusatzmaterial

    Zum Ausdrucken und Mitnehmen — Theorie, Übersichtstabelle und Karteikarten.

    Externe Videos & Aufgabensammlungen

    🎬 Erklärvideos (Playlists)
    📝 Aufgabensammlungen