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TextaufgabenKlammern in Summen und Differenzen

Zwei Sachaufgaben zur Minusklammer — die Kalkulation der Theater-AG und der Getränkevorrat beim Schulfest.

1

Die Kalkulation der Theater-AG

AFB II

Die Theater-AG führt ihr Stück zweimal auf. Eine Karte kostet 12 €; verkauft werden \(x\) Karten. Auf der Ausgabenseite stehen 240 € für Bühnenbild und Lizenz sowie 3,50 € je Karte für Programmheft und Getränk (Material M1). Auf dem Planungszettel steht der Gewinn als \(12x - (240 + 3{,}5x)\).

M1Einnahmen und Ausgaben
PostenBetrag
Kartenpreis12,00 € je Karte
Bühnenbild und Lizenz240,00 € insgesamt
Programmheft und Getränk3,50 € je Karte

Programmheft und Getränk werden nur für tatsächlich verkaufte Karten bezahlt.

  1. Löse die Klammer im Gewinnterm auf und fasse so weit wie möglich zusammen.
  2. Es werden 60 Karten verkauft. Berechne den Gewinn und deute dein Ergebnis.
  3. Ben schreibt \(12x - 240 + 3{,}5x\) und erhält für 60 Karten 690 €. Erkläre seinen Fehler und gib an, um welchen Betrag er sich verrechnet.
Hinweis zu Aufgabe a)
Das Minuszeichen gilt für die gesamte Klammer, also für jeden einzelnen Summanden darin. Sortiere danach die Glieder mit \(x\) und die reine Zahl.
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

\(G = 12x - (240 + 3{,}5x) = 12x - 240 - 3{,}5x\)

\(G = 12x - 3{,}5x - 240 = 8{,}5x - 240\)

Von jeder Karte bleiben also 8,50 € übrig, davon sind die festen 240 € zu decken.

Hinweis zu Aufgabe b)
Setze den Wert in deinen zusammengefassten Term ein. Achte darauf, ob das Ergebnis ein Gewinn oder ein Verlust ist.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

\(G = 8{,}5\cdot 60 - 240 = 510 - 240 = 270\)

Bei 60 verkauften Karten macht die AG 270 € Gewinn. Wären es weniger als \(240 : 8{,}5 \approx 28{,}2\), also höchstens 28 Karten, stünde dort ein negativer Wert — dann wäre es ein Verlust.

Hinweis zu Aufgabe c)
Vergleiche Bens Term Glied für Glied mit deinem Ergebnis aus a). Nur ein Vorzeichen unterscheidet sich — überlege, welches Glied davon betroffen ist und wie groß die Abweichung dadurch wird.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Ben löst die Klammer nur beim ersten Summanden auf. Das Minuszeichen vor der Klammer muss aber beide Summanden erfassen, also auch \(3{,}5x\). Richtig ist \(-3{,}5x\), Ben rechnet mit \(+3{,}5x\).

Sein Term liefert \(12\cdot 60 - 240 + 3{,}5\cdot 60 = 720 - 240 + 210 = 690\).

Die Abweichung beträgt \(690 - 270 = 420\) €, also genau \(2\cdot 3{,}5\cdot 60\). Ben zählt die Kosten für Programmheft und Getränk als Einnahme — er würde der AG einen Gewinn versprechen, den es nicht gibt.

2

Der Getränkevorrat beim Schulfest

AFB III

Für das Schulfest stehen 480 Flaschen Wasser bereit. Erfahrungsgemäß hängt der Verbrauch von der Zahl \(k\) der teilnehmenden Klassen ab: Am Vormittag werden etwa \((5k + 30)\) Flaschen benötigt, am Nachmittag etwa \((7k - 12)\) Flaschen (Material M2). Ein Kollege meint: „Das Minuszeichen vor der zweiten Klammer betrifft nur den ersten Summanden — den Rest schreibt man einfach ab.“

M2Erfahrungswerte zum Verbrauch
ZeitraumVerbrauch in Flaschen
Vormittag5k + 30
Nachmittag7k − 12
Vorrat480

\(k\) ist die Anzahl der teilnehmenden Klassen; die Formeln sind Näherungen aus den Vorjahren.

  1. Stelle einen Term für die Zahl der übrigen Flaschen auf und fasse ihn zusammen.
  2. Am Fest nehmen 25 Klassen teil. Berechne, wie viele Flaschen übrig bleiben.
  3. Ermittle, ab welcher Klassenzahl der Vorrat nicht mehr reicht, und beurteile die Aussage des Kollegen.
Hinweis zu Aufgabe a)
Vom Vorrat gehen beide Verbrauchsmengen ab. Jede der beiden Klammern steht hinter einem Minuszeichen — löse sie einzeln und sorgfältig auf.
Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

\(R = 480 - (5k + 30) - (7k - 12)\)

\(R = 480 - 5k - 30 - 7k + 12\)

\(R = 480 - 30 + 12 - 5k - 7k = 462 - 12k\)

Beachte: Aus \(-(7k - 12)\) wird \(-7k + 12\) — die \(-12\) wird zu \(+12\).

Hinweis zu Aufgabe b)
Setze den Wert in deinen zusammengefassten Term ein. Eine Kontrollrechnung über die beiden Klammern einzeln lohnt sich.
Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

\(R = 462 - 12\cdot 25 = 462 - 300 = 162\)

Es bleiben 162 Flaschen übrig.

Kontrolle über die Klammern: Vormittag \(5\cdot 25+30 = 155\), Nachmittag \(7\cdot 25-12 = 163\), zusammen 318 Flaschen. Und \(480-318 = 162\) — das passt.

Hinweis zu Aufgabe c)
Setze deinen Term gleich null: Dort ist der Vorrat genau aufgebraucht. Prüfe für die Aussage des Kollegen, welches Vorzeichen die Zahl \(-12\) nach dem Auflösen tragen muss.
Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Der Vorrat ist aufgebraucht, wenn \(462 - 12k = 0\) gilt, also \(12k = 462\) und \(k = 38{,}5\). Bis 38 Klassen reicht der Vorrat (dann bleiben \(462-456 = 6\) Flaschen), ab 39 Klassen reicht er nicht mehr.

Die Aussage des Kollegen ist falsch. Ein Minuszeichen vor der Klammer wirkt auf jeden Summanden darin, denn es bedeutet die Multiplikation der ganzen Klammer mit \(-1\). Nach seiner Regel ergäbe sich \(480 - 5k - 30 - 7k - 12 = 438 - 12k\).

Er würde den Vorrat also um 24 Flaschen zu klein rechnen und käme mit \(438 : 12 = 36{,}5\) auf eine falsche Grenze — bei 37 oder 38 Klassen würde er unnötig nachbestellen.