Was ist ein Bruch? (Grundlagen)

In diesem Mathematik Blog-Eintrag erfährst du, was ein Bruch ist.

Sicher hat du schon einmal gehört, dass man eine Pizza teilen kann. Du kannst sie in zwei, drei, vier, fünf, usw. Teile teilen, jenachdem wie groß die Pizzaschnitte werden soll. Je kleiner die einzelne Pizzaschnitte wird, in desto mehr Teile kannst du die ganze Pizza teilen.

Du kannst aber auch eine Torte auf verschiedene Personen aufteilen. Angenommen 6 Menschen wollen eine Torte essen und jeder will gleich viel davon haben. Dann muss man diese Torte in 6 gleich groĂźe Teile teilen.

Genau so kann man sich auch BrĂĽche (auch Bruchzahlen genannt) vorstellen. Ein Ganzes (Pizza, Torte, usw.) kann man in mehrere Teile teilen.

\( 1 = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = \frac{2}{2}\)
Eine Pizza wird auf zwei Teile aufgteilt:
Ein Halb plus ein Halb sind zwei Halbe.

\(1 = \frac{1}{3} + \frac{1}{3} + \frac{3}{3}\)
Eine Pizza wird auf drei Teile aufgteilt.
Ein Drittel plus ein Drittel plus ein Drittel sind drei Drittel.

\(1 = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} + \frac{1}{4} + \frac{1}{4} = \frac{4}{4}\)
Eine Pizza wird auf vier Teile aufgteilt.
Ein Viertel plus ein Viertel plus ein Viertel plus ein Viertel
sind vier Viertel.

Das kann man so nun endlos weiter machen!
Alle Teile zusammen ergeben wieder ein Ganzes!

Der Bruch bzw. der Bruchterm

Ein Bruch - Ein Bruchterm
Oben befindet sich der Zähler, unten der Nenner und in der Mitte der Bruchstrich.
Alles zusammen nennt man einen Bruch bzw. Bruchterm.

Vielleicht hast du dich schon gefragt, wie man die Zahl oberhalb und die Zahl unterhalb des Strichs nennt.

Man nennt die Zahl oben den Zähler und die Zahl unten den Nenner. In der Mitte befindet sich der Bruchstrich.

Alles zusammen nennt man das einen Bruch bzw. Bruchterm.

Beispiel: \(\frac{1}{4}\)

In diesem Beispiel ist die Zahl 1 der Zähler, die Zahl 4 ist der Nenner und in der Mitte ist wieder ein Bruchstrich.

Bitte merken:

  • Ein Bruch teilt immer eine ganze Zahl in mehrere Bruchteile.
  • Es können aber auch nur einzelne Teile (Pizzaschnitten) von einem Ganzen (eine ganze Pizza) vorhanden sein.
  • Oben steht immer der Zähler
  • Unten steht immer der Nenner
  • In der Mitte befindet sich immer der Bruchstrich

Aufgabe "Impfstoff A_107" (Teil b und c) aus dem Mathematik Aufgabenpool

Die matheamatische Grundlage zur Lösung des Beispiels “Impfstoff A_107” (Teil b und c) aus dem Mathematik Aufgabenpool sind Lineare Funktionen bzw. Lineare Gewinnfunktionen, welche einen linearen Verlauf haben.

Lineare Funktion: \(f(x) = k \cdot x + d\)

Teil bGewinn

Bei Teil b geht es darum, die zwei Gewinnfunktionen zu verbinden. Geometrisch betrachtet suchen wir den Schnittpunkt von zwei Geraden, denn jede Lineare Gleichung entspricht geometrisch einer Gerade.

\(
G_1(x) = 120 \cdot x \\
G_2(x) = 250 \cdot x – 750000
\)

Mit Hilfe des Gleichsetzungsverfahren setzen wir die beiden Gewinnfunktionen gleich. \(G_1(x) = G_2(x)\)

\(120 \cdot x = 250 \cdot x – 750000 | – 250 \cdot x \\
– 130 \cdot x = – 750000 | : -130 \\
x = 5769,23
\)

Das Ergebnis muss jedoch von 5769, 23 auf 5770 Packungen aufgerundet werden, da Unternehmen für gewöhnlich nur ganze Packungen verkaufen!

Ab 5770 verkauften Packungen ist die Gewinnfunktion G2 fĂĽr das Unternehmen besser.

Teil cAbstand von zwei Geraden messen

Bei Teil c geht es darum den Abstand zwischen zwei Gewinnfunktionen zu messen, wobei der Abstand parallel zur y-Achse (Gewinn) gemeint ist und dieser genau dem Wert 10.000 Euro entsprechen muss. 10.000 Euro entsprechen genau der Höhe eines Kästchens. Diese Höhe muss zwischen die zwei Geraden eingepasst werden. Bei ca. 165 und ca. 280 verkauften Packungen beträgt der Unterschied der Gewinnwerte € 10.000.

Gewinnfunktion Impfstoff A_107 - Teil c
Gewinnfunktion Impfstoff A_107 - Teil c
Gewinnfunktion Impfstoff A_107 – Teil c

Mathematik Telegram-Gruppen – Gegenseitige (Nach-)Hilfe Online

Du suchst Online (Nach-)Hilfe für Mathematik? Du lernst Mathematik nicht gerne alleine oder möchtest dich mit andere kennen vernetzen, die ebenfalls Schwierigkeiten mit Mathematik haben? Du willst anderen in Mathe helfen?

Dann trete einfach den Mathematik-Hilfe-Gruppen von StudySpace bei Telegram bei und sende in die Gruppe jene Beispiele und Aufgaben, bei denen du unsicher bist oder bei denen du Hilfe benötigst!

Hier geht es per Link zu den Telegram-Gruppen:

Falls du den Telegram-Messenger noch nicht kennst, kannst du dich hier informieren, was es damit auf sich hat und was man alles damit machen kann:
https://telegram.org/
https://de.wikipedia.org/wiki/Telegram
https://www.basicthinking.de/blog/2019/08/27/whatsapp-alternative-telegram/

Hier ein paar Regeln an die sich alle TeilnehmerInnen in den Gruppen halten mĂĽssen, da sonst der Ausschluss aus der Gruppe/ den Gruppen droht:

  • keine Werbung fĂĽr Nachhilfe
  • kein spamen
  • keine Beiträge, die die geltenden Gesetze verletzten
  • kein Belästigen von anderen Gruppenteilnehmern
  • keine Beiträge in die Gruppe senden, die nichts mit Mathematik zu tun haben
  • keine Privatgespräche in den Gruppen
  • keine Beiträge in die Gruppen senden, die fĂĽr Kinder nicht geeignet sind (fĂĽhrt ohne Vorwarnung zum Ausschluss aus der Gruppe/ den Gruppen)

Die AdministratorInnen behalten sich das Recht vor, weitere Regeln zu den bisherigen hinzuzufügen oder die bisherigen abzuändern und einzelne Mitglieder ohne der Nennung von Gründen aus der Gruppe zu entfernen.

Bei Problemen – welcher Art auch immer – sofort die AdministratorInnen der Gruppe informieren!

Aufgabe "Impfstoff A_107" (Teil a) aus dem Mathematik Aufgabenpool

Die matheamatische Grundlage zur Lösung des Beispiels “Impfstoff A_107” (Teil a) aus dem Mathematik Aufgabenpool sind Lineare Funktionen bzw. Lineare Kostenfunktionen, welche einen linearen Verlauf haben.

Lineare Funktion: \(f(x) = k \cdot x + d\)

Bei der Teil a verwenden wir folgende Kostenfunktion: \(K(x) = k \cdot x + d\)

K(x) steht für die Gesamtkosten, die von der Anzahl x der gekauften Packungen abhängig sind.

Erste Möglichkeit:

Bei der ersten Möglichkeit können Rechte um 10 Millionen Euro (= 10.000.000 Euro) gekauft werden. Diese “10 Millionen Euro” entsprechen in der Funktion dem sogeannten “Fixpreis“. Diese Kosten mĂĽssen zu den laufenden Kosten fĂĽr die Produktion hinzugerechnet werden. Fixkosten entsprechen immer dem “d” in der Linearen Gleichung. Fixkosten mĂĽssen unabhängig von der produzierten StĂĽckzahl bezahlt werden.

Die laufenden Kosten betragen 25 Euro pro Packung (=StĂĽckpreis). Dies entspricht der Steigung der Linearen Kostenfunktion. Je höher dieser StĂĽckpreis, desto höher steigen die Kosten und desto steiler wird die Gerade. (–> Direktes Verhältnis!) Die Steigung bzw. die StĂĽckkosten entsprechen immer dem “k” in der Linearen Gleichung.

Setzt man nun statt d und k die angegeben Werte in die Kostenfunktion oben ein, so erhält man folgende Lineare Gleichung:

\(K_1(x) = 25 \cdot x + 10.000.000\)

Zweite Möglichkeit:

Die zweite Möglichkeit geht genauso wie die Erste, jedoch gibt es diesmal keinen Fixpreis (ohne Rechte um 1 Millionen Euro), daher ist “d” null bzw. nicht verhanden.

Es mĂĽssen statt dem Fixpreis höhere StĂĽckkosten bezahlt werden. Diese betragen 50 Euro pro Packung. Diese Kosten entsprechen der Steigung “k” der Funktion.

Setzt man nun statt d und k die angegeben Werte von oben in die Kostenfunktion ein, so erhält man nun folgende Lineare Gleichung:

\(K_2(x) = 50 \cdot x + 0\)

Stell man die beiden Kosten in Geogebra graphisch dar, so kann man erkennen, welche Möglichkeit sinnvoller ist.

Hier der Link zu Geogebra: https://www.geogebra.org/m/ywzfhxzh

Kosten Diskothek-Besuch (Lineare Funktion)

Lisa und ihr Freund Peter gehen öfters Diskotheks in Wien besuchen, um anstrengende Arbeitswochen ausklingen zu lassen.

Beispiel 1

Einmal wollen sie nur Kokus-Coctails trinken gehen. Sie mĂĽssen dazu einen Eintritt von 12 Euro zahlen*. Jeder Cocktail kostet 4,5. Sie bestellen insgesamt fĂĽnf Cocktails.

1) Wieviel kostet ihr Besuch insgesamt? Wieviel kostet ihr Besuch insgesamt, wenn sie einen weiteren Cocktail bestellen?

2) Stelle die Kostenfunktion des Besuchs als Lineare Funktion graphisch dar! Wie lauten diese Kostenfunktion?

Lösung Beispiel 1:

Mathematisch gesehen handelt es sich bei diesem Beispiel um eine Lineare Funktion nach dem Schema:

\(f(x) = k \cdot x + d\)

Dabei entspricht:
k = Preis fĂĽr einen Cocktail (Steigung)
x = Anzahl der Cocktails
d = Eintrittspreis (Fixpreis)
f(x) = y = Preis fĂĽr den gesamten Besuch

Setzt man nun k (=4,5 Euro) und d (=15 Euro) in die Lineare Funktion ein, so erhällt man folgende Kostenfunktion:

\(f(x) = 4,5 \cdot x + 15\)

Je nach Anzahl der bestellten Cocktails muss am Ende etwas anderes bezahlt werden. Je mehr Cocktails, desto höher der Gesamtpreis für den Besuch (inklusive Eintrittspreis).

Für x = 5 (=5 Cocktails) erhält man folgende Gleichung:

\(f(5) = 4,5 \cdot 5 + 15 = 37,5\)

Für einen zusätzlichen Cocktail x = 6 (6 Cocktails) erhält man folgende Gleichung:

\(f(6) = 4,5 \cdot 6 + 15 = 42\)

Die graphische Lösung von Beispiel 1 gibt es auf Geogebra: https://www.geogebra.org/m/e339tfaz

* Hinweis: Die Preisangaben in den Beispielen oberhalb sind frei erfunden und dienen lediglich Anschaungszwecken.

Lineare Funktion – y = k*x + d

Geraden als Funktion – die Lineare Funktion – In diesem Blog-Eintrag erfährst du, was es mit der Linearen Funktion auf sich hat, wie sie aussieht und was es mit der Steigung und der Verschiebung auf der y-Achse auf sich hat.

Die allgemeine Form der Linearen Funktion in der expliziten Darstellung sieht so aus:

\( f(x) = k \cdot x + d\)

Hinweis: Oft wird anstatt f(x) auch y geschrieben. Beides bedeutet das Gleiche, nur sind es unterschiedliche Schreibweisen.

Ăśbrigens entspricht x dem Definitionswert (aus dem “Definitionsbereich”) und f(x) bzw. y dem Funktionswert einer Funktion.

Sicher fragst du dich jetzt, was die Steigung der Gerade und Verschiebung auf der y-Achse fĂĽr eine Bedeutung haben.

Kurz gesagt sind k und d zwei Parameter, die eine Auswirkung auf f(x) bzw. y haben, wenn man sie verändert.

k nennt man die Steigung (der Geraden) und
d nennt man die Verschiebung auf der y-Achse.

Mit Hilfe dieser Geogebra-Animation (auf den Link klicken) könnt ihr sehen, wie sich die Gerade verändert, wenn ihr einen oder beide Parameter verändert.

Verschiebe den Regler von k und d hin und her und beobachte, wie sich die Gerade verändert!

Je größer die Steigung k wird, desto steiler wird die Gerade.
Je kleiner die Steigung k wird, geringer wird die Steigung.
Eine Gerade hat keine Steigung, wenn k = 0 ist.

Ist die Steigung positiv, so geht die Gerade nach obene.
Ist die Steigung negativ, so geht die Gerade nach unten.

Der Parameter d beschreibt eine Art Grundmenge von der wir “starten” bzw. beschreibt d den Punkt auf der y-Achse durch den die Gerade geht.

Die Lineare Funktion ist auch ein Beispiel fĂĽr die sogenannte “Direkte Proportion“:

Steigungen können das Wachstum veranschaulichen. Je größer die Steigung, desto schneller wird das Wachstum eines Vorgangs.

Je größer die Beschleunigung eines Autos, desto schneller Fährt es.
Je mehr Autos in einer Stunde produziert werden, desto mehr Angestellte braucht man, um die Autos zu produzieren.

Ăśbungsbeispiele: