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Textaufgaben: mit Algebra lösen

Eine Textaufgabe ist eine Geschichte, in der eine Zahl versteckt ist. Die algebraische Methode hat vier Schritte: die unbekannte Zahl mit einem Buchstaben benennen, die Geschichte in eine Gleichung übersetzen, die Gleichung lösen und die Lösung an der Geschichte prüfen. Dieselben vier Schritte funktionieren bei Zahlen, Alter, Geschwindigkeit, Arbeit und Formen, auch bei Aufgaben mit zwei Unbekannten oder einer quadratischen Gleichung.

🎬 Geschichte Schritt für Schritt

  1. Mia hat einige Stifte. Diese unbekannte Zahl nennen wir x. Ravi hat 3 mehr, also x + 3. Zusammen haben sie 13. Wir probieren zuerst x = 3, und die rechte Waagschale ist schwerer.
  2. Jetzt probieren wir x = 7. Diesmal ist die linke Waagschale schwerer. Raten kann sehr viele Versuche brauchen.
  3. Darum schreiben wir die Geschichte als Gleichung: x + (x + 3) = 13. Die beiden Schalen sind nur für das richtige x gleich schwer.
  4. Halte die Waage im Gleichgewicht. Nimm auf beiden Seiten 3 weg und teile dann beide Seiten in 2 gleiche Teile. Wir erhalten x = 5.
  5. Prüfe in der Geschichte: Mia hat 5, Ravi hat 8, und 5 + 8 = 13. Es stimmt. Prüfe immer nach.
  6. Freies Spiel: Bewege den Regler und ändere x. Beobachte, wann die Waage im Gleichgewicht ist und der Balken grün wird.

Tipp: Zieh die 3D-Szene, um sie zu drehen. Mit zwei Fingern zoomst du.

🤔 Häufige Zweifel, geklärt

Warum nennen wir die Unbekannte x? Kann es auch ein anderer Buchstabe sein?

Jeder Buchstabe geht. Wir sagen, was er bedeutet (zum Beispiel m für Mias Stifte). Hier haben wir x für den blauen Stapel aus Blöcken genommen.

Warum eine Gleichung aufstellen, wenn ich einfach raten und prüfen kann?

Raten kann viele Versuche brauchen, und schwierige Zahlen findest du nie durch Glück. In 3D waren x = 3 und x = 7 beide falsch. Die Gleichung findet x auf einen Schlag.

Wie mache ich aus einem Satz eine Gleichung?

Zerlege die Geschichte in kleine Angaben. „Ravi hat 3 mehr“ ist x + 3. „Zusammen haben sie 13“ heißt, die ganze linke Schale ist gleich 13.

Warum muss ich auf beiden Seiten dasselbe tun?

Die Schalen sind im Gleichgewicht. Wenn du nur aus einer Schale 3 wegnimmst, kippt sie. Nimmst du aus beiden 3 weg, bleibt sie im Gleichgewicht.

Ich habe die Gleichung gelöst. Warum noch einmal prüfen?

Die Gleichung passt vielleicht nicht zur Geschichte. Die Prüfung mit 5 und 8 in der Geschichte beweist, dass die Lösung stimmt.

Was ist, wenn die Schalen für kein x, das ich probiere, im Gleichgewicht sind?

Dann hat die Gleichung keine Lösung von der Art, die die Geschichte erlaubt. Lies die Geschichte noch einmal und prüfe deine Gleichung. Vielleicht hast du einen Satz falsch übersetzt.

Was ist eine Textaufgabe?

Eine Textaufgabe ist eine kurze Geschichte mit Zahlen, bei der eine oder mehrere Zahlen versteckt sind. Unsere Aufgabe ist, sie zu finden.

Mit Rechnen kann man die Lösung durch Ausprobieren finden. Algebra ist schneller und sicherer: Wir geben der versteckten Zahl einen Buchstaben (zum Beispiel x) und rechnen dann damit wie mit jeder anderen Zahl. Der Buchstabe heißt Unbekannte oder Variable.

Schau dir die 3D-Waage oben an. Mias Stifte sind ein blauer Stapel aus x Blöcken. In der linken Schale liegen alle Stifte, in der rechten liegen 13. Gleich schwere Schalen bedeuten eine wahre Gleichung.

Die algebraische Methode in vier Schritten

  1. Name der Unbekannten. Schreibe genau auf, was sie bedeutet, zum Beispiel: x sei die Anzahl von Mias Stiften. Vergiss die Einheit nicht.
  2. Gleichung. Sage die Geschichte in Mathe. Wörter wie mehr als bedeuten +, weniger als bedeuten −, mal oder doppelt bedeuten ×, ist oder insgesamt bedeuten oft =.
  3. Lösen. Mache auf beiden Seiten dasselbe, bis x allein steht.
  4. Prüfen. Setze die Lösung in die Geschichte ein, nicht nur in deine Gleichung. Schreibe dann die Antwort in einem ganzen Satz mit Einheit.

Übersetze genau: 5 mehr als x ist x + 5, aber 5 weniger als x ist x − 5 und x weniger als 5 ist 5 − x.

Häufige Arten von Textaufgaben

Zahlen- und Altersaufgaben

Zwei aufeinanderfolgende Zahlen: x und x + 1. Drei aufeinanderfolgende gerade Zahlen: x, x + 2, x + 4. Bei Altersaufgaben gilt: Nach n Jahren ist jeder n Jahre älter.

Bewegungsaufgaben

Weg = Geschwindigkeit × Zeit. Wenn zwei Personen aufeinander zufahren, addieren sich ihre Geschwindigkeiten. Auf einem Fluss fährt ein Boot flussabwärts mit (Bootsgeschwindigkeit + Strömung) und flussaufwärts mit (Bootsgeschwindigkeit − Strömung).

Arbeitsaufgaben

Wenn ein Wasserhahn einen Tank in 6 Stunden füllt, füllt er in 1 Stunde 1/6 des Tanks. Addiere die Teile, die in einer Stunde geschafft werden, und finde so die ganze Zeit.

Prozent- und Mischungsaufgaben

Ein Teil ist ein Prozentsatz vom Ganzen: Teil = (p/100) × Ganzes. Addiere die Mengen des reinen Stoffes in jeder Mischung, um die Gleichung zu bauen.

Formaufgaben

Nutze Fläche = Länge × Breite und Umfang = 2(Länge + Breite). Oft sagt die Geschichte, wie eine Seite mit der anderen zusammenhängt.

Zwei Unbekannte und quadratische Gleichungen

Manchmal hat eine Geschichte zwei versteckte Zahlen, zum Beispiel den Preis eines Stifts und den Preis eines Hefts. Dann nehmen wir zwei Buchstaben und schreiben zwei Gleichungen. Wir lösen sie durch Addieren, Subtrahieren oder Einsetzen (ein lineares Gleichungssystem).

Manchmal enthält die Gleichung x². Zum Beispiel hat ein Rechteck die Länge (w + 3) und den Flächeninhalt 40, also w(w + 3) = 40, das ergibt w² + 3w − 40 = 0. Beim Lösen bekommen wir zwei Lösungen, aber die Geschichte erlaubt vielleicht nur eine. Eine Länge kann nicht negativ sein, also streichen wir diese Lösung. Teste immer jede Lösung in der Geschichte.

Probier es aus: eine Waage zu Hause

Nimm ein Lineal und einen Stift als Wippe, zwei kleine Tassen und 20 gleiche Münzen oder Bohnen. Lege einige Bohnen in eine Tasse und verstecke sie unter einem Tuch: Diese Zahl ist x. Bitte einen Freund, dieselbe Tasse auf die andere Seite zu stellen und auf einer Seite 3 Bohnen dazuzulegen. Sag zuerst voraus: Wie viele Bohnen sind in der Tasse, wenn die Wippe im Gleichgewicht bleibt, während die andere Seite 13 hat? Dann hebe das Tuch und prüfe nach. Schreibe die Gleichung auf, die du benutzt hast.

Wichtige Formeln und Definitionen

Gelöste Beispiele

1. Die Summe zweier aufeinanderfolgender Zahlen ist 41. Finde die Zahlen.

Die kleinere Zahl sei x. Die nächste ist x + 1. Gleichung: x + (x + 1) = 41, also 2x + 1 = 41, 2x = 40, x = 20. Die Zahlen sind 20 und 21. Probe: 20 + 21 = 41.

2. Ein Vater ist 4-mal so alt wie sein Sohn. In 5 Jahren ist die Summe ihrer Alter 55. Wie alt sind sie jetzt?

Der Sohn sei x Jahre alt, der Vater 4x. In 5 Jahren: (x + 5) + (4x + 5) = 55, also 5x + 10 = 55, 5x = 45, x = 9. Sohn 9, Vater 36. Probe: in 5 Jahren 14 + 41 = 55.

3. Zwei Städte sind 180 km voneinander entfernt. Aus jeder Stadt fährt gleichzeitig ein Auto los, die Autos fahren aufeinander zu mit 50 km/h und 40 km/h. Wann treffen sie sich?

Die Zeit sei t Stunden. Wege: 50t + 40t = 180, also 90t = 180, t = 2. Sie treffen sich nach 2 Stunden. Probe: 100 km + 80 km = 180 km.

4. Ein Hahn füllt einen Tank in 6 Stunden. Ein zweiter Hahn füllt ihn in 3 Stunden. Wie lange brauchen beide zusammen?

In 1 Stunde füllen die Hähne 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6 = 1/2 des Tanks. Der ganze Tank braucht also 2 Stunden.

5. 3 Stifte und 2 Hefte kosten Rs 70. 2 Stifte und 3 Hefte kosten Rs 80. Finde den Preis eines Stifts und eines Hefts.

Ein Stift koste p und ein Heft n. 3p + 2n = 70 und 2p + 3n = 80. Subtrahiere die zweite von der ersten: p − n = −10. Addiere beide: 5p + 5n = 150, also p + n = 30. Dann ist n = p + 10, also 2p + 10 = 30, p = 10, n = 20. Ein Stift kostet Rs 10 und ein Heft Rs 20. Probe: 30 + 40 = 70 und 20 + 60 = 80.

6. Ein Rechteck ist 3 m länger als breit. Sein Flächeninhalt ist 40 m². Finde die Seiten.

Die Breite sei w m. Länge w + 3. Fläche: w(w + 3) = 40, also w² + 3w − 40 = 0. Faktorisieren: (w + 8)(w − 5) = 0, also w = −8 oder w = 5. Eine Breite kann nicht negativ sein, also w = 5 m und die Länge ist 8 m. Probe: 5 × 8 = 40.

7. Ein Boot fährt 36 km flussabwärts und 36 km zurück flussaufwärts, insgesamt in 9 Stunden. Der Fluss fließt mit 3 km/h. Finde die Geschwindigkeit des Bootes im stillen Wasser.

Die Geschwindigkeit des Bootes sei v km/h. Zeit = Weg ÷ Geschwindigkeit, also 36/(v + 3) + 36/(v − 3) = 9. Mit (v + 3)(v − 3) multiplizieren: 36(v − 3) + 36(v + 3) = 9(v² − 9), also 72v = 9v² − 81, v² − 8v − 9 = 0, (v − 9)(v + 1) = 0. v = 9 (die Geschwindigkeit kann nicht negativ sein). Probe: 36/12 + 36/6 = 3 + 6 = 9 Stunden.

Häufige Fehler

Übungsquiz

1. Was ist der erste Schritt der algebraischen Methode?
2. Ravi hat 4 Murmeln mehr als Mia, die m hat. Ravi hat:
3. Zwei Autos fahren mit 40 und 60 km/h aufeinander zu. Wie schnell wird der Abstand kleiner?
4. Eine quadratische Gleichung für eine Länge hat die Lösungen 7 und −2. Welche behalten wir?
5. Warum prüfen wir die Lösung in der Geschichte?

Üben: Beantworte diese selbst

Tippe oder wähle deine Antwort und drücke dann Prüfen. Nutze einen Tipp, wenn du nicht weiterkommst; die ganze Lösung erscheint nach deiner Antwort.

Häufig gestellte Fragen

Wie fange ich eine Textaufgabe in Algebra an?

Lies sie zweimal, finde heraus, was gesucht ist, und schreibe: x sei diese Größe (mit Einheit). Übersetze dann jeden Satz der Geschichte in Mathe.

Woher weiß ich, ob ich einen oder zwei Buchstaben brauche?

Zähle die versteckten Zahlen. Wenn die Geschichte die zweite mit der ersten verbindet (Ravi hat 3 mehr), reicht ein Buchstabe. Wenn die beiden getrennt sind und die Geschichte zwei Angaben macht, nimm zwei Buchstaben und zwei Gleichungen.

Kommen Textaufgaben in Prüfungen dran?

Ja. Fast jedes Algebra-Kapitel endet mit Textaufgaben, und in Schulprüfungen gibt es dafür meistens einige Punkte, vor allem für die Gleichung und den Antwortsatz.

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