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[M4 m2 v1 A3] 2.3 Gleichungen umstellen

Welche Zahl ist in ?

3x + 5 = 20 Was mit x gerechnet wird:x · 33x + 520 Umstellen: rückwärts, mit der Gegenrechnung 20 − 515 : 35 Also ist x = 5.

Die Gegenrechnung von ist , die von ist . Wie beim Auspacken eines Geschenks: Was zuletzt eingepackt wurde, kommt zuerst ab. Das heißt Umstellen.

Warum auf beiden Seiten?

Die Rückwärtskette rechnet nur mit der 20, also mit der rechten Seite: . Was passiert mit der linken Seite ? Eine Gleichung sagt: Links und rechts steht derselbe Wert, wie bei einer Waage im Gleichgewicht. Links liegen und 5, rechts 20:

3x + 5 = 20 3x = 15 3x5− 5 2015− 5 nur links − 5: kippt ✗ beide Seiten − 5: gerade ✓

Nimmst du nur links 5 weg, kippt die Waage. Nimmst du auf beiden Seiten 5 weg, bleibt sie gerade: links , rechts 15. Darum rechnest du jede Gegenrechnung auf beiden Seiten.

So schreibst du es auf

Hinter einen senkrechten Strich schreibst du, was auf beiden Seiten gerechnet wird. Jeder Pfeil der Rückwärtskette wird ein solcher Schritt:

x3x20· 3+ 5 51520: 3− 5 3x + 5=20 − 5 3x=15 : 3 x=5

Am Ende steht allein. Die Lösung ist .

Ob sie stimmt, prüfst du mit der Probe: Du rechnest vorwärts, mit 5 statt .

3x + 5 = 20 5 15 20 · 3 + 5 ✓

So gehst du immer vor:

1. Lies die Kette ab: Welche Rechnungen wurden mit gemacht, in welcher Reihenfolge? 2. Mach sie rückwärts rückgängig, die letzte zuerst, jede mit ihrer Gegenrechnung, auf beiden Seiten. 3. Probe: vorwärts rechnen mit der Lösung.

Welche Rechnung kommt zuerst?

Für Schritt 1 musst du wissen: Was wird mit zuerst gerechnet? Setz für eine Zahl ein, hier , und rechne aus. Was du zuerst rechnest, steht vorn in der Kette.

TermeingesetztKette
, dann ,
, dann ,
, dann ,

Es gilt dieselbe Reihenfolge wie beim Ausrechnen: erst die Klammer, dann Punktrechnung (, ), dann Strichrechnung (, ). heißt , und heißt .

Lösen Sie die Gleichung

So heißt die Aufgabe in der Prüfung. Minus wird mit Plus rückgängig gemacht:

x − 7 = 3 x 3 − 7 10 3 + 7

Aufgeschrieben: , also .

Probe: ✓

Geteilt wird mit Mal rückgängig gemacht:

x : 4 = 6 x 6 : 4 24 6 · 4

Aufgeschrieben: , also .

Probe: ✓

Mit Klammer. In wird zuerst gerechnet, dann . Also kommt beim Umstellen zuerst:

4·(x + 1) = 20 x x + 1 20 + 1 · 4 4 5 20 − 1 : 4

Probe: ✓

Gleichungen mit Quadrat

heißt , zum Beispiel . Die Gegenrechnung zum Quadrieren ist die Wurzel, zum Beispiel . In den Ketten steht das Quadrieren als .

Aber auch , denn Minus mal Minus ergibt Plus. Du siehst es an dieser Reihe. Die linke Zahl wird immer um 1 kleiner, das Ergebnis immer um 5 größer.

RechnungErgebnis

Darum hat zwei Lösungen: und . Man schreibt kurz .

In wird erst quadriert (die Potenz kommt vor Punkt und Strich), dann , dann gerechnet. Mit gilt , dann , dann . Rückwärts also erst , dann , dann die Wurzel.

2x² − 8 = 42 x x² 2x² 42 ( )² · 2 − 8 ±5 25 50 42 √ : 2 + 8

Probe: ✓. Mit genauso, denn .

In führt die Rückwärtskette auf . Das zeigt die Kette.

x² + 9 = 0 x x² 0 ( )² + 9 ? −9 0 √ − 9

Ein Quadrat ist nie negativ: Plus mal Plus ist Plus, Minus mal Minus ist auch Plus, und . Darum hat diese Gleichung keine Lösung.

x auf beiden Seiten

In steht links und rechts. Eine Kette von zu einer Zahl gibt es so nicht. Darum nimmst du zuerst auf beiden Seiten weg. Das darfst du: ist ein fester Wert, auch wenn du ihn noch nicht kennst, und auf beiden Seiten dasselbe wegnehmen hält das Gleichgewicht.

5x − 2=3x + 8 − 3x 5x− 2=3x+ 8 − 3x − 3x = 0 = 2x5 Stück x weniger 3 Stück x sind 2 Stück x 2x − 2=8

Ab hier ist es die gewohnte Kette, aufgeschrieben , dann :

2x − 2 = 8 x 2x 8 · 2 − 2 5 10 8 : 2 + 2

Probe: links , rechts ✓

Stellen Sie die Formel nach x um

„Nach umstellen“ heißt: Am Ende steht allein. In Formeln stehen Buchstaben statt Zahlen. Du stellst sie genauso um und behandelst die anderen Buchstaben wie Zahlen.

3 · x + 5 = 20 · x + = m b y xmxy· m+ b xy − by: m− b x = (y − b) : m

Aufgeschrieben:

Die Klammer sagt: erst ganz ausrechnen, dann durch teilen. Probe mit , und ergibt , die Lösung von .

Der Bruchstrich

In Formeln schreibt man „geteilt“ meist als Bruchstrich:

Formeln aus der Physik

Gesucht ist hier nicht , sondern ein anderer Buchstabe. Das Vorgehen bleibt gleich.

Weg gleich Geschwindigkeit mal Zeit : . Gesucht ist . Mit wird gerechnet, also teilst du durch :

steht hier rechts allein. Die Seiten darfst du tauschen: heißt dasselbe wie .

Mit Zahlen: km, km pro Stunde ergibt Stunden.

Die Variable im Nenner

Oft steht dieselbe Formel andersherum da: Geschwindigkeit ist Weg durch Zeit, . Jetzt steht unten im Bruch.

Erst durch und dann mal hebt sich auf, zum Beispiel . Darum holst du mit nach oben:

Mit Quadrat: Fallweg , nach umstellen ( ist die Beschleunigung). Zwei Dinge vorher:

Mal ist dasselbe wie durch 2, zum Beispiel . Darum ist die Gegenrechnung von die Rechnung .

Bei lauter Mal ist die Reihenfolge egal: . Darum darfst du die Kette so lesen: erst quadrieren, dann , dann .

s = ½ · a · t² t t² at² s ( )² · a : 2 t 2s : a 2s s √ : a · 2 t = √(2s : a)

Eine Zeit ist nie negativ. Darum gilt hier nur die positive Wurzel.

Mit Zahlen: m, Meter pro Sekunde im Quadrat ergibt Sekunden.

Genauso die Kreisfläche nach . Dabei ist eine feste Zahl, ungefähr 3,14.

A = π · r² r r² A ( )² · π r A : π A √ : π r = √(A : π)

Ein Radius ist nie negativ, darum nur die positive Wurzel. Probe mit : und , also .

Aufgaben

Jetzt ihr
Lösen Sie die Gleichung .
Lösung
Jetzt ihr
Lösen Sie die Gleichung .
Lösung
Jetzt ihr
Lösen Sie die Gleichung .
Lösung
Jetzt ihr
Lösen Sie die Gleichung .
Lösung
Jetzt ihr
Lösen Sie die Gleichung .
Lösung
Jetzt ihr
Stellen Sie die Formel für die Spannung nach um.
Lösung
Jetzt ihr
Stellen Sie die Formel für die Energie nach um; ist hier die Masse.
Lösung
, nur positiv, denn gesucht ist nur die Größe der Geschwindigkeit ohne Richtung