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Interaktive ÜbungPunkte berechnen

Zwanzig Aufgaben zu den drei Grundaufgaben: Punktproben rechnen, Funktionswerte an negativen Stellen einsetzen und Gleichungen \(x^{n}=c\) mit der richtigen Anzahl von Lösungen lösen.

Zum NachschlagenZurück zur ErklärungDie Bedingung \(y_{0}=f(x_{0})\), die drei Grundaufgaben und die Anzahl der Lösungen von \(x^{n}=c\).
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20 Übungsaufgaben

1Welcher der drei Typen liegt vor?AFB I

In einer Aufgabe steht selten dabei, um welchen Typ es geht. Du erkennst ihn daran, wie viele Koordinaten des Punktes vorkommen.

Setze in jeder Zeile genau ein Kreuz beim passenden Aufgabentyp.

Setze in jeder Zeile genau ein Kreuz. Enter setzt und löscht.
Typ 1: PunktprobeTyp 2: einsetzenTyp 3: Wurzel ziehen
„Liegt \(P(2\,;\,8)\) auf dem Graphen von \(f(x)=x^{3}\)?“
„Berechne \(f(-3)\) für \(f(x)=x^{4}\).“
„An welcher Stelle hat \(f\) den Wert \(4\)?“
„Welchen Wert hat \(f\) an der Stelle \(-0{,}5\)?“
„Für welches \(x\) gilt \(f(x)=64\)?“
Zwei gegebene Koordinaten heißen Punktprobe. Ist nur die erste Koordinate — also die Stelle — gegeben, wird eingesetzt. Ist nur die zweite Koordinate — der Wert — gegeben, entsteht eine Gleichung \(x^{n}=c\) und du ziehst die Wurzel.
2Ein Funktionswert an negativer StelleAFB I

Gegeben ist \(f\) mit \(f(x)=x^{3}\).

Berechne \(f(-4)\). Setze beim Einsetzen die Klammer.

Trage nur die Zahl ein — Enter prüft.
\(f(-4)=(-4)^{3}=(-4)\cdot(-4)\cdot(-4)=-64\). Der Exponent 3 ist ungerade, deshalb bleibt das Minuszeichen erhalten. Damit liegt der Punkt \(P(-4\,|\,-64)\) auf dem Graphen von \(f\).
3Drei Stellen, drei FunktionenAFB II

Gegeben sind \(f(x)=x^{3}\), \(g(x)=x^{4}\) und \(h(x)=-x^{5}\).

Berechne alle neun Funktionswerte. Achte in der letzten Spalte darauf, dass das Minuszeichen nicht zur Basis gehört.

Fülle alle Felder aus und prüfe dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls.
\(x_{0}\)\(f(x)=x^{3}\)\(g(x)=x^{4}\)\(h(x)=-x^{5}\)
\(2\)
\(-3\)
\(-1\)
Bei \(f\) und \(g\) wird die eingeklammerte Zahl potenziert: \((-3)^{3}=-27\) und \((-3)^{4}=81\). Bei \(h(x)=-x^{5}\) wird zuerst \(x^{5}\) berechnet und das Ergebnis danach negiert: \(h(-3)=-(-3)^{5}=-(-243)=243\), aber \(h(2)=-2^{5}=-32\).
4Aussagen zu Punkten und LösungenAFB II

Entscheide bei jeder Aussage, ob sie stimmt. Eine falsche Einschätzung startet die Serie neu.

Fünf Aussagen nacheinander.
Aussage 1 von 5

Zwei Aussagen entscheidest du allein über die Parität des Exponenten, eine über die Klammer. Nur die erste Aussage verlangt wirklich eine Rechnung, die letzte gar keine.
5Drei Werte von \(h(x)=-x^{5}\)AFB II

Gegeben ist \(h\) mit \(h(x)=-x^{5}\). Das Minuszeichen gehört zur Funktion, nicht zur Basis.

Berechne die drei Funktionswerte.

Alle drei Felder ausfüllen, dann prüfen. Enter prüft ebenfalls.
Rechne immer in zwei Schritten: erst die Potenz, dann das Vorzeichen. \(h(-3)=-(-3)^{5}=-(-243)=243\), \(h(2)=-2^{5}=-32\) und \(h(-1)=-(-1)^{5}=1\). An einer negativen Stelle wird der Wert von \(h\) also positiv.
6Eine Gleichung Schritt für Schritt lösenAFB II

Gesucht sind die Stellen, an denen \(f(x)=x^{4}\) den Wert \(625\) hat.

Führe die Lösung Schritt für Schritt durch. Jeder Schritt schaltet den nächsten frei.

Rechne die Kette Schritt für Schritt. Enter prüft.
  1. Wie viele Lösungen hat \(x^{4}=625\)?
  2. Berechne zur Kontrolle \(5^{4}=\)
  3. Wie lautet damit die positive Lösung \(x_{2}=\)
  4. Und die negative Lösung \(x_{1}=\)
  5. Probe: \((-5)^{4}=\)
Der Exponent 4 ist gerade und \(625\) ist positiv — also gibt es zwei Lösungen, die sich nur im Vorzeichen unterscheiden: \(x=\pm\sqrt[4]{625}=\pm 5\). Das \(\pm\) ist kein Schmuck, sondern Teil der Lösung; wer es weglässt, hat die Aufgabe nur zur Hälfte beantwortet.
7Punkte des Graphen setzenAFB II

Gezeichnet ist der Graph von \(f(x)=x^{2}\).

Berechne zuerst die fehlende Koordinate und setze dann den Punkt.

Klicke ins Koordinatensystem, um den Punkt zu setzen. Mit der Tastatur: Tab ins Koordinatensystem, Pfeiltasten bewegen den Cursor, Enter setzt.

Bei A und B setzt du ein: \(3^{2}=9\) und \((-2)^{2}=4\). Bei C rechnest du rückwärts: \(x^{2}=9\) hat wegen des geraden Exponenten die beiden Lösungen \(x=\pm 3\), gesucht ist \(x=-3\). Für \(x^{2}=0\) bleibt dagegen nur \(x=0\) übrig.
8Der Weg durch eine Typ-3-AufgabeAFB II

Gegeben ist ein Funktionswert, gesucht ist die Stelle.

Ordne die sechs Arbeitsschritte in der Reihenfolge, in der du sie abarbeitest.

Ziehe die Zeilen mit der Maus oder verschiebe sie mit den Pfeil-Buttons.
1Aus \(y_{0}=f(x_{0})\) die Gleichung \(x^{n}=c\) aufstellen
2Den Exponenten ansehen: gerade oder ungerade?
3Nur bei geradem Exponenten zusätzlich das Vorzeichen von \(c\) prüfen
4Die Wurzel ziehen — bei geradem Exponenten mit \(\pm\) davor
5Prüfen, ob beide Lösungen zum Sachzusammenhang passen
6Das Ergebnis als Antwortsatz aufschreiben
Die Parität wird vor dem Wurzelziehen geprüft — sonst vergisst du das \(\pm\). Erst wenn der Exponent gerade ist, entscheidet danach das Vorzeichen von \(c\) über die Anzahl der Lösungen; bei ungeradem Exponenten ist es gleichgültig. Der Blick auf den Sachzusammenhang kommt zuletzt: Beschreibt \(x\) eine Länge oder eine Anzahl, ist die negative Lösung rechnerisch richtig, aber im Kontext sinnlos.
9Fehlersuche bei einer Typ-3-AufgabeAFB III

Ein Schüler bestimmt die Stellen, an denen \(f(x)=x^{4}\) den Wert \(81\) hat. Zwei Zeilen sind falsch.

Klicke genau die fehlerhaften Zeilen an.

In diesem Lösungsweg stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an.
Der Schüler hat richtig erkannt, dass der Exponent gerade ist — aber die Folgerung daraus nicht gezogen. Wer Zeile 2 ernst nimmt, schreibt in Zeile 3 sofort das \(\pm\) hin und kommt in Zeile 5 auf zwei Stellen.
10Fünf Terme, auf die Klammer kommt es anAFB II

Diese fünf Terme entstehen beim Einsetzen negativer Stellen. Zwei von ihnen haben denselben Wert.

Berechne jeden Term und trage den Wert ein.

Fülle alle Felder aus und prüfe dann auf einmal.
Term\((-2)^{4}\)\(-2^{4}\)\((-3)^{5}\)\(-3^{5}\)\(-(-3)^{5}\)
Wert
\((-2)^{4}=16\), aber \(-2^{4}=-16\): Ohne Klammer wird erst potenziert und dann negiert. Bei ungeradem Exponenten fällt der Unterschied nicht auf — \((-3)^{5}\) und \(-3^{5}\) sind beide \(-243\). Das dritte Minuszeichen in \(-(-3)^{5}\) macht daraus \(+243\).
11Was gilt für \(x^{6}=64\)?AFB II

Wähle alle Aussagen aus, die für die Gleichung \(x^{6}=64\) zutreffen.

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden.
Es ist \(2^{6}=64\) und ebenso \((-2)^{6}=64\), denn sechs Minuszeichen heben sich paarweise auf. Weil der Exponent gerade und die rechte Seite positiv ist, gibt es genau zwei Lösungen: \(x=\pm\sqrt[6]{64}=\pm 2\).
12Wie viele Lösungen hat die Gleichung?AFB I

Entscheidend sind zwei Dinge: die Parität des Exponenten und das Vorzeichen der rechten Seite.

Ordne jede Gleichung nach der Anzahl ihrer Lösungen ein.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1keine Lösung
2genau eine Lösung
3zwei Lösungen
Bei ungeradem Exponenten gibt es immer genau eine Lösung — das Vorzeichen von \(c\) spielt keine Rolle. Bei geradem Exponenten entscheidet die rechte Seite: \(c\gt 0\) liefert zwei Lösungen, \(c=0\) nur \(x=0\), und für \(c\lt 0\) gibt es keine.
13Den Funktionsterm aus einem Punkt bestimmenAFB III

Der Graph einer Potenzfunktion \(f\) mit \(f(x)=x^{n}\) verläuft durch \(P(-2\,|\,16)\).

Gib den Funktionsterm an. Schreibweise: x^7, Potenzen mit ^.

Gib den Term ein. Potenzen mit ^. Enter prüft.
Die Bedingung \(y_{0}=f(x_{0})\) liefert \((-2)^{n}=16\). Weil das Ergebnis positiv ist, muss \(n\) gerade sein, und \(2^{4}=16\) gibt \(n=4\). Probe: \(f(-2)=(-2)^{4}=16\) ✓.
14Gleichung und Lösung verbindenAFB II

Verbinde jede Gleichung mit ihrer vollständigen Lösung. Rechne dazu jede Gleichung zuerst aus.

15Kantenlänge eines WürfelsAFB III

Für das Volumen eines Würfels gilt \(V(a)=a^{3}\) mit der Kantenlänge \(a\) in cm. Ein Würfel hat das Volumen \(200\) cm³.

Berechne seine Kantenlänge in cm, gerundet auf zwei Nachkommastellen.

Trage nur die Zahl ein (ohne Einheit) — Enter prüft.
Aus \(a^{3}=200\) folgt \(a=\sqrt[3]{200}\approx 5{,}85\). Der Exponent 3 ist ungerade, also gibt es genau eine Lösung — hier musst du also kein \(\pm\) setzen. Probe: \(5{,}85^{3}\approx 200{,}2\) ✓.
16Punkt und Funktion als PaarAFB II

Jeder der fünf Punkte liegt auf dem Graphen genau einer der fünf Funktionen.

Finde die fünf Paare mit einer Punktprobe. Du hast 16 Versuche.

Decke immer zwei Karten auf. Passen sie zusammen, bleiben sie offen liegen.
Versuche: 0 von 16
Drei Punkte gehören zur Stelle \(-2\) und lassen sich nur durch Rechnen trennen: \((-2)^{3}=-8\), \((-2)^{4}=16\) und \(-(-2)^{5}=32\). Bei \(S\) liegt die Stelle \(2\) vor, dort ist \(2^{5}=32\), während \(-x^{5}\) an derselben Stelle \(-32\) ergibt.
17Anzahl der Lösungen mit dem EntscheidungsbaumAFB II

Gesucht sind die Stellen, an denen \(f(x)=x^{6}\) den Wert \(729\) hat — es geht also um \(x^{6}=729\).

Bestimme mit dem Entscheidungsbaum, wie viele Lösungen diese Gleichung hat.

Beantworte die Fragen mit Ja oder Nein und schau, wo du herauskommst.
    Der Exponent 6 ist gerade und \(729\) ist positiv, also gibt es zwei Lösungen: \(x=\pm\sqrt[6]{729}=\pm 3\), denn \(3^{6}=729\). Der Baum prüft genau die beiden Fragen, die über die Anzahl entscheiden.
    18Eine Stelle als BruchAFB III

    Gegeben ist \(f\) mit \(f(x)=x^{3}\).

    Bestimme die Stelle, an der \(f\) den Wert \(\frac{8}{125}\) hat, als vollständig gekürzten Bruch.

    Trage Zähler und Nenner ein. Enter prüft.
    Die Gleichung lautet \(x^{3}=\frac{8}{125}\). Zähler und Nenner werden einzeln gewurzelt: \(\sqrt[3]{8}=2\) und \(\sqrt[3]{125}=5\), also \(x=\frac{2}{5}\). Weil der Exponent 3 ungerade ist, ist das die einzige Lösung — ein \(\pm\) wäre hier falsch.
    19Die drei Grundaufgaben im SchemaAFB I

    Das Schema zeigt oben die gemeinsame Bedingung, darunter die drei Grundaufgaben und in der dritten Zeile die Schritte der Punktprobe.

    Klicke im Schema jeweils das Feld an, das zur gestellten Frage passt.

    Lies die Frage über dem Schema und klicke das passende Feld an. Es kommen fünf Fragen nacheinander.

    Bedingung y₀ = f(x₀)Typ 1: PunktprobeTyp 2: einsetzenTyp 3: Wurzel ziehen1. Einsetzen2. Ausrechnen3. Vergleichengerader Exponent → ± vor die Wurzel
    Alle drei Typen stecken in derselben Gleichung \(y_{0}=f(x_{0})\) — nur ist jedes Mal etwas anderes gegeben. Die Punktprobe läuft immer über Einsetzen, Ausrechnen und Vergleichen; das \(\pm\) gehört dagegen allein zu Typ 3.
    20Eine quadratische PlatteAFB III

    Eine quadratische Platte hat den Flächeninhalt \(2{,}25\) m². Für den Flächeninhalt gilt \(A(a)=a^{2}\) mit der Seitenlänge \(a\) in Metern.

    Spiele den Lösungsweg durch — nur die richtige Karte bringt dich weiter.

    Spiele den Lösungsweg Schritt für Schritt durch.
      Rechnerisch hat \(a^{2}=2{,}25\) die beiden Lösungen \(a=\pm 1{,}5\). Im Sachzusammenhang ist \(a\) eine Länge, deshalb bleibt nur \(a=1{,}5\) m übrig. Der Satz, warum die zweite Lösung entfällt, gehört zur vollständigen Antwort dazu.
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