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Lineare Gleichungen mit einer Variablen

Eine lineare Gleichung mit einer Variablen hat eine Unbekannte (zum Beispiel x) mit der Hochzahl 1, etwa 2x + 3 = 11. Eine Gleichung ist wie eine Waage: Beide Seiten sind gleich schwer. Zum Lösen machst du auf beiden Seiten dasselbe (dieselbe Zahl addieren, subtrahieren, multiplizieren oder durch dieselbe Zahl außer 0 teilen), bis x allein steht. Prüfe am Ende immer mit einer Probe, indem du die Lösung einsetzt.

🎬 Geschichte Schritt für Schritt

  1. Schau auf die Waage. Linke Schale: 2 blaue Kisten und 3 orange Würfel. Rechte Schale: 11 Würfel. Sie ist im Gleichgewicht, also gilt 2x + 3 = 11.
  2. Nimm aus beiden Schalen 3 Würfel weg. Der Balken bleibt waagerecht. Jetzt gilt 2x = 8.
  3. Teile jede Schale in 2 gleiche Hälften. Eine Kiste hält 4 Würfeln die Waage. Also x = 4.
  4. Jetzt steht x auf beiden Seiten: 3x + 2 = x + 10. Nimm zuerst aus jeder Schale eine Kiste weg. Dann rechne wie vorher: x = 4.
  5. Mach die Probe. Öffne jede Kiste: Sie enthält 4 Würfel. 2 × 4 + 3 = 11. Die Waage ist im Gleichgewicht, also stimmt x = 4.
  6. Freies Spiel: Wähle a, b und ein geheimes x. Bewege den Schieberegler „Raten“, bis der Balken waagerecht ist.

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

🤔 Häufige Zweifel, geklärt

Warum muss ich auf beiden Seiten dasselbe tun?

Eine Gleichung ist eine Waage. Wenn du nur aus einer Schale Würfel nimmst, kippt sie, und die beiden Seiten sind nicht mehr gleich.

Ist Umstellen eine andere Methode?

Nein. Wenn du +3 als −3 auf die andere Seite bringst, ist das dasselbe, wie aus beiden Schalen 3 wegzunehmen. Du lässt nur die Zwischenzeile weg.

Warum nehme ich + und − weg, bevor ich teile?

Wenn du die Schalen teilst, während noch lose Würfel darin liegen, musst du auch diese teilen. Wenn du sie zuerst wegnimmst, bleiben die Zahlen einfach.

Was mache ich, wenn x auf beiden Seiten steht?

Nimm aus beiden Schalen gleich viele x-Kisten weg, damit x nur noch auf einer Seite steht.

Woher weiß ich, dass meine Antwort stimmt?

Setze sie in die Gleichung ein. Wenn beide Seiten gleich sind, ist der Balken waagerecht und die Antwort richtig.

Kann ich auch einfach raten?

Ja, Ausprobieren kann x finden, ist aber langsam. Probiere den Schieberegler „Raten“ und sieh, wie viel schneller die Waagen-Methode ist.

Was ist eine lineare Gleichung mit einer Variablen?

Eine Gleichung sagt, dass zwei Dinge gleich sind. Sie enthält ein Gleichheitszeichen (=).

Eine Variable (oder Unbekannte) ist ein Buchstabe wie x, der für eine Zahl steht, die wir noch nicht kennen.

Eine Gleichung heißt linear, wenn die Variable die Hochzahl 1 hat. Also ist 2x + 3 = 11 linear. Aber x² = 9 ist nicht linear.

Die Lösung (oder Wurzel) ist die Zahl, die beide Seiten gleich macht. Bei 2x + 3 = 11 ist die Lösung x = 4.

Allgemeine Form: ax + b = 0 mit a ≠ 0. Eine lineare Gleichung mit einer Variablen hat genau eine Lösung.

Die Waagen-Methode

Stell dir das Gleichheitszeichen als Mitte einer Waage vor. Du darfst eines davon auf beiden Seiten tun, und die Waage bleibt im Gleichgewicht:

Ziel: x steht allein auf einer Seite.

Umstellen (Abkürzung)

Einen Term auf die andere Seite bringen und dabei das Vorzeichen ändern heißt Umstellen (Transponieren). Es ist nur die Waagen-Methode, schneller aufgeschrieben.

x + 7 = 12 → x = 12 − 7 = 5. (+7 wurde zu −7.)

3x = 18 → x = 18 ÷ 3 = 6. (× 3 wurde zu ÷ 3.)

Schwierigere Gleichungen

Variable auf beiden Seiten

Sammle alle x-Terme auf einer Seite und alle Zahlen auf der anderen. 5x − 4 = 2x + 11 → 5x − 2x = 11 + 4 → 3x = 15 → x = 5.

Klammern

Löse zuerst die Klammern auf. 3(x − 2) = 12 → 3x − 6 = 12 → 3x = 18 → x = 6. Oder teile zuerst beide Seiten durch 3: x − 2 = 4 → x = 6.

Brüche

Multipliziere beide Seiten mit dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen (kgV) der Nenner, dann verschwinden die Brüche. x/2 + x/3 = 10 → mal 6 → 3x + 2x = 60 → 5x = 60 → x = 12.

Gleichungen, die sich auf lineare Form bringen lassen

(x + 1)/(x − 2) = 3/2. Kreuzweise multiplizieren: 2(x + 1) = 3(x − 2) → 2x + 2 = 3x − 6 → x = 8. (x darf nicht 2 sein, denn durch null kann man nicht teilen.)

Sonderfälle

Wenn x verschwindet und eine wahre Aussage wie 4 = 4 übrig bleibt, passt jede Zahl (eine Identität). Bleibt eine falsche Aussage wie 4 = 7, gibt es keine Lösung.

Textaufgaben: von der Geschichte zur Gleichung

  1. Lies genau. Was ist unbekannt? Nenne es x (schreib auf: „Sei x = …“).
  2. Schreibe die anderen Größen mit x auf.
  3. Finde den Satz, der sagt, dass zwei Dinge gleich sind. Stelle die Gleichung auf.
  4. Löse sie.
  5. Prüfe die Antwort an der Geschichte und schreibe sie mit Einheit auf.

Beispiel: Ein Rechteck ist 4 m länger als breit. Sein Umfang beträgt 32 m. Sei die Breite x. Die Länge ist x + 4. 2(x + x + 4) = 32 → 4x + 8 = 32 → x = 6. Breite 6 m, Länge 10 m.

Häufige Aufgabentypen: Alter, aufeinanderfolgende Zahlen, Umfang, Geld und Münzen, Geschwindigkeit–Weg–Zeit, Prozente.

Wichtige Formeln und Definitionen

Gelöste Beispiele

1. Löse x − 9 = 4.

Addiere 9 auf beiden Seiten: x = 4 + 9 = 13. Probe: 13 − 9 = 4 ✓.

2. Löse 4x + 5 = 29.

Subtrahiere 5: 4x = 24. Teile durch 4: x = 6. Probe: 4 × 6 + 5 = 29 ✓.

3. Löse 7x − 3 = 4x + 12.

Subtrahiere 4x: 3x − 3 = 12. Addiere 3: 3x = 15. Teile durch 3: x = 5. Probe: 32 = 32 ✓.

4. Löse 2(3x − 1) = 5(x + 2).

Klammern auflösen: 6x − 2 = 5x + 10. Subtrahiere 5x: x − 2 = 10. Also x = 12. Probe: 2 × 35 = 70 und 5 × 14 = 70 ✓.

5. Löse x/4 − 1 = x/6.

Das kgV von 4 und 6 ist 12. Mit 12 multiplizieren: 3x − 12 = 2x. Also x = 12. Probe: 3 − 1 = 2 ✓.

6. Die Summe von drei aufeinanderfolgenden Zahlen ist 72. Finde die Zahlen.

Die Zahlen seien x, x + 1, x + 2. 3x + 3 = 72 → 3x = 69 → x = 23. Zahlen: 23, 24, 25.

7. Eine Mutter ist 3-mal so alt wie ihr Sohn. In 12 Jahren ist sie doppelt so alt wie er. Wie alt sind beide jetzt?

Sohn = x, Mutter = 3x. In 12 Jahren: 3x + 12 = 2(x + 12) → 3x + 12 = 2x + 24 → x = 12. Sohn 12 Jahre, Mutter 36 Jahre.

Häufige Fehler

Übungsquiz

1. Welche ist eine lineare Gleichung mit einer Variablen?
2. Die Lösung von 3x = 21 ist:
3. Wenn +6 auf die andere Seite gebracht wird, wird daraus:
4. Löse 5x − 2 = 3x + 8.
5. Um die Brüche in x/3 + x/5 = 8 zu beseitigen, multiplizierst du beide Seiten mit:

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

Was ist eine lineare Gleichung mit einer Variablen?

Eine Gleichung mit nur einer Unbekannten, deren höchste Hochzahl 1 ist, zum Beispiel 3x − 4 = 11. Sie hat genau eine Lösung.

Wie löst man lineare Gleichungen mit Variablen auf beiden Seiten?

Bringe alle x-Terme auf eine Seite und alle Zahlen auf die andere (indem du auf beiden Seiten dasselbe addierst oder subtrahierst). Teile dann durch die Zahl vor x.

Wie löst man eine lineare Gleichung mit Brüchen?

Multipliziere jeden Term auf beiden Seiten mit dem kgV der Nenner. Die Brüche verschwinden, und du löst eine normale Gleichung.

Wo das unterrichtet wird

Canada (Ontario)Grade 8C. Algebra
Canada (Ontario)Grade 10Modelling Linear Relations
NetherlandsVWO 3 (onderbouw)Equations
PolandSzkoła podstawowa, klasa VIIEquations in one unknown
Spain2º ESOAlgebraic sense
Spain3º ESOAlgebraic sense
CBSE (India)Class 8Algebra Play
England (GCSE, A level)Year 9Algebra
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USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Relationships between quantities and reasoning with equations
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Relationships between quantities
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Linear and exponential relationships
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Reasoning with equations
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 10Expressions and equations
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Modeling with functions
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Polynomial, rational and radical relationships
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 11Mathematical modeling
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