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Gymnasium 10 · Mathematik
Vorbereitung auf die ZP10 Mathematik (Gymnasium) · Prüfungsteil 1 (ohne Taschenrechner und Formelsammlung)

Arithmetik und Algebra ohne Taschenrechner

Prüfungsteil 1 der ZP10 dauert nur 30 Minuten; Taschenrechner und Formelsammlung sind nicht erlaubt. Wie kommst du in dieser Zeit sicher zu richtigen Ergebnissen? Mit wenigen Grundregeln, die du im Kopf behältst, und mit geschicktem Überschlagen.

Rechnen mit Zahlen

Beim Rechnen ohne Taschenrechner gilt immer: zuerst die Klammern, dann Potenzen und Wurzeln, dann Punkt- vor Strichrechnung.

Bei Brüchen und Dezimalzahlen helfen diese Regeln:

  • Addieren: auf den gleichen Nenner bringen, z. B. $\frac{1}{2}+\frac{1}{4}=\frac{2}{4}+\frac{1}{4}=\frac{3}{4}$.

  • Dividieren: mit dem Kehrwert (Kehrbruch) multiplizieren, z. B. $\frac{3}{5}:\frac{9}{10}=\frac{3}{5}\cdot\frac{10}{9}=\frac{2}{3}$.

  • Brüche vergleichen: in Dezimalzahlen oder Prozentzahlen umwandeln, z. B. $\frac{3}{8}=0{,}375=37{,}5\,\%$.

  • Gleichungen mit Brüchen: mit dem Hauptnenner durchmultiplizieren, z. B. $\frac{x}{2}+\frac{x}{4}=6\ |\cdot4\Rightarrow 3x=24\Rightarrow x=8$.

  • Dezimalzahlen multiplizieren: zuerst ohne Komma rechnen, dann die Nachkommastellen zählen und das Komma setzen. $0{,}4\cdot0{,}3$: $4\cdot3=12$, zwei Stellen, also $0{,}12$.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Berechne ohne Taschenrechner. 1. $12+3\cdot(9-5)$ 2. $0{,}4\cdot 0{,}3$ 3. $\frac{1}{2}+\frac{1}{4}$ 4. $(-3)^2-5$ 5. $\sqrt{49}+10^2$

Berechne ohne Taschenrechner.

  1. $12+3\cdot(9-5)$

  2. $0{,}4\cdot 0{,}3$

  3. $\frac{1}{2}+\frac{1}{4}$

  4. $(-3)^2-5$

  5. $\sqrt{49}+10^2$

Lösen
Üben★★★Nicht begonnen
Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner. 1. Berechne $\frac{2}{3}:\frac{4}{9}$. 2. Ordne der Größe nach, beginne mit der kleinsten Zahl: $\frac{3}{8}$;…

Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner.

  1. Berechne $\frac{2}{3}:\frac{4}{9}$.

  2. Ordne der Größe nach, beginne mit der kleinsten Zahl: $\frac{3}{8}$; $0{,}35$; $40\,\%$; $\frac{1}{3}$.

  3. Berechne $\sqrt{18}\cdot\sqrt{2}$.

  4. $200\,\text{g}$ einer $10\,\%$-igen Salzlösung werden mit $300\,\text{g}$ Wasser verdünnt. Bestimme den Salzgehalt der neuen Lösung in Prozent.

  5. Löse die Gleichung $\frac{x}{3}+\frac{x}{6}=9$.

Lösen

Potenzen, Wurzeln und Einheiten

Beispiele: $2^5\cdot2^{-2}=2^3=8$ und $\frac{10^6}{10^3}=10^3=1\,000$.

Wurzeln zerlegst du in Faktoren, deren Wurzel du kennst: $\sqrt{72}=\sqrt{36\cdot2}=6\sqrt{2}$. Zum Abschätzen: $49<50<64$, also liegt $\sqrt{50}$ zwischen $7$ und $8$.

Zeiteinheiten: $0{,}25\,\text{h}=0{,}25\cdot60\,\text{min}=15\,\text{min}$. Beim Ankreuzen der kleinsten Zahl vergleichst du die Werte als Dezimalzahlen; negative Zahlen sind kleiner als positive, und $-0{,}2<-0{,}02$.

Zehnerpotenzen verschieben das Komma: $3{,}2\cdot10^{-3}=0{,}0032$ (Komma drei Stellen nach links).

Umrechnung Faktor
$1\,\text{kg}$ in g $1\,000$
$1\,\text{m}$ in km $:\,1\,000$
$1\,\text{h}$ in min $60$
$1\,\text{m}^2$ in $\text{cm}^2$ $10\,000$
$1\,\ell$ in $\text{cm}^3$ $1\,000$
Üben★☆☆Nicht begonnen
Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner. 1. Rechne in die angegebene Einheit um: $1{,}5\,\text{kg}=$ g; $3\,400\,\text{m}=$ km; $0{,}25\,\text{h}=$ min. 2.…

Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner.

  1. Rechne in die angegebene Einheit um: $1{,}5\,\text{kg}=$ _ g; $3\,400\,\text{m}=$ _ km; $0{,}25\,\text{h}=$ ____ min.

  2. Gib die Zahl ohne Zehnerpotenz an: $3{,}2\cdot 10^{-3}$.

  3. Kreuze die kleinste Zahl an: □ $-0{,}2$ □ $10^{-2}$ □ $(-2)^2$ □ $-0{,}02$

  4. Bestimme $25\,\%$ von $80$.

  5. Gib an, zwischen welchen zwei aufeinanderfolgenden ganzen Zahlen $\sqrt{50}$ liegt.

Lösen
Üben★★☆Nicht begonnen
Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner. 1. Überschlage durch eine geeignete Rechnung: $51\cdot 19\approx$ und $1\,998 : 41\approx$ . 2. Kreuze an:…

Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner.

  1. Überschlage durch eine geeignete Rechnung: $51\cdot 19\approx$ _ und $1\,998 : 41\approx$ _.

  2. Kreuze an: $\sqrt{72}=$ □ $6\sqrt{2}$ □ $2\sqrt{6}$ □ $36$ □ $9$

  3. Rechne um: $0{,}6\,\text{m}^2=$ _ $\text{cm}^2$ und $2\,500\,\text{cm}^3=$ _ $\ell$.

  4. Berechne: $2^5\cdot 2^{-2}$ und $\dfrac{10^6}{10^3}$.

  5. Ein Auto fährt mit gleichbleibend $90\,\frac{\text{km}}{\text{h}}$. Berechne die Strecke, die es in 20 Minuten zurücklegt.

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Üben★★★Nicht begonnen
Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner. 1. Tarif A kostet $4\,€$ Grundgebühr plus $0{,}10\,€$ pro Minute. Tarif B kostet pauschal $10\,€$. Bestimme die…

Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner.

  1. Tarif A kostet $4\,€$ Grundgebühr plus $0{,}10\,€$ pro Minute. Tarif B kostet pauschal $10\,€$. Bestimme die Minutenzahl, bei der beide Tarife gleich teuer sind.

  2. Ein Rechteck hat einen Umfang von $26\,\text{cm}$. Die Länge ist $3\,\text{cm}$ größer als die Breite $b$. Stelle eine Gleichung auf und bestimme $b$.

  3. Löse die Gleichung $x^2+2x-8=0$.

  4. Zeige, dass für alle Zahlen $a$ und $b$ gilt: $(a+b)^2-(a-b)^2=4ab$.

  5. Kreuze an: $\sqrt{0{,}0004}=$ □ $0{,}2$ □ $0{,}02$ □ $0{,}002$ □ $0{,}04$

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Prozent, Zinsen und Wachstum

Bei einer Preissenkung um $15\,\%$ rechnest du mit $q=0{,}85$ oder ziehst $10\,\%$ und $5\,\%$ ab. Den Anteil bestimmst du als Bruch: $\frac{7}{25}=\frac{28}{100}=28\,\%$.

Rechne im Kopf über $10\,\%$, $1\,\%$ und $50\,\%$: Von $80$ sind $10\,\%$ gleich $8$ und $50\,\%$ gleich $40$. $25\,\%$ ist die Hälfte von $50\,\%$, also $\frac14$ von $80$: $25\,\%$ von $80=20$.

Der Faktor erklärt auch das Rückrechnen: Wird der Preis um $20\,\%$ erhöht, ist der neue Preis $120\,\%$ des alten, also $1{,}2\cdot$ alt. Der alte Preis ist neu $:\,1{,}2$.

Bei Verdopplung alle $20$ Minuten gibt es in $2$ Stunden $6$ Verdopplungen: $1\,000\cdot2^6=64\,000$.

Exponentialgleichungen wie $2^x=32$ löst du durch Probieren (oder mit dem Logarithmus): $2^5=32$, also $x=5$. Und $3^x=\frac19=3^{-2}$ ergibt $x=-2$.

Üben★★☆Nicht begonnen
Bearbeite die folgenden Aufgaben zur Prozentrechnung ohne Taschenrechner. 1. Ein Fahrrad kostet $240\,€$. Im Schlussverkauf wird der Preis um $15\,\%$ gesenkt. Berechne…

Bearbeite die folgenden Aufgaben zur Prozentrechnung ohne Taschenrechner.

  1. Ein Fahrrad kostet $240\,€$. Im Schlussverkauf wird der Preis um $15\,\%$ gesenkt. Berechne den neuen Preis.

  2. Nach einer Preiserhöhung um $20\,\%$ kostet ein Rucksack $90\,€$. Bestimme den Preis vor der Erhöhung.

  3. In einer Klasse mit 25 Schülerinnen und Schülern fehlen 7. Gib den Anteil der Fehlenden in Prozent an.

  4. Lina legt $800\,€$ für ein Jahr zu einem Zinssatz von $2\,\%$ an. Berechne die Zinsen.

  5. Ein Preis wird zuerst um $10\,\%$ erhöht und danach um $10\,\%$ gesenkt. Begründe, ob der Preis danach wieder dem Anfangspreis entspricht.

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Üben★★★Nicht begonnen
Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner. 1. Ein Kapital von $2\,000\,€$ wird zwei Jahre lang mit $5\,\%$ pro Jahr verzinst, die Zinsen werden mitverzinst.…

Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner.

  1. Ein Kapital von $2\,000\,€$ wird zwei Jahre lang mit $5\,\%$ pro Jahr verzinst, die Zinsen werden mitverzinst. Berechne das Kapital nach zwei Jahren.

  2. Eine Bakterienkultur mit $1\,000$ Bakterien verdoppelt sich alle 20 Minuten. Bestimme die Anzahl der Bakterien nach 2 Stunden.

  3. Bestimme die Lösungen der Gleichungen $2^x=32$ und $3^x=\frac{1}{9}$.

  4. Zeige, dass ein Preis, der zuerst um $20\,\%$ gesenkt und danach um $25\,\%$ erhöht wird, wieder dem Ausgangspreis entspricht.

  5. Die Erde ist etwa $1{,}5\cdot10^{8}\,\text{km}$ von der Sonne entfernt. Licht legt etwa $3\cdot10^{5}\,\text{km}$ pro Sekunde zurück. Berechne die Zeit in Sekunden, die das Licht von der Sonne bis zur Erde benötigt.

Lösen

Gleichungen und Terme

Beim Lösen von Gleichungen machst du auf beiden Seiten dieselbe Rechnung (Äquivalenzumformung).

Terme vereinfachst du, indem du gleichartige Glieder zusammenfasst: $4a+3b-a+2b=3a+5b$. Beim Einsetzen ersetzt du die Variable und rechnest nach der Rechenreihenfolge: $x^2-3x$ für $x=-2$ ergibt $(-2)^2-3\cdot(-2)=4+6=10$.

Zum Umformen von Termen brauchst du die binomischen Formeln:

So ist $(x+3)^2=x^2+6x+9$ und $x^2-16=(x+4)(x-4)$.

Für quadratische Gleichungen gilt: Ist das Produkt null, ist ein Faktor null.

Formeln stellst du wie Gleichungen um: $U=2(a+b)\Rightarrow\frac U2=a+b\Rightarrow b=\frac U2-a$.

Bei Textaufgaben wählst du eine Variable und stellst eine Gleichung auf. Beispiel Tarif: Grundgebühr $5\,€$ plus $0{,}20\,€$ pro Minute gegen pauschal $11\,€$. Gleich teuer: $5+0{,}2x=11$, also $0{,}2x=6$ und $x=30$ Minuten. Allgemein: Term für jeden Tarif aufstellen, dann gleichsetzen. Rechteck mit $U=26\,\text{cm}$ und Länge $b+3$: $2(b+3+b)=26$, also $4b+6=26$, $b=5\,\text{cm}$.

Üben★☆☆Nicht begonnen
Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner. 1. Löse die Gleichung $3x+5=20$. 2. Löse die Gleichung $2x-7=x+4$. 3. Vereinfache den Term $4a+3b-a+2b$. 4.…

Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner.

  1. Löse die Gleichung $3x+5=20$.

  2. Löse die Gleichung $2x-7=x+4$.

  3. Vereinfache den Term $4a+3b-a+2b$.

  4. Multipliziere aus: $3\cdot(x+4)$.

  5. Berechne den Wert des Terms $x^2-3x$ für $x=-2$.

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Üben★★☆Nicht begonnen
Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner. 1. Löse die Gleichung $5\cdot(x-2)=3x+4$. 2. Bestimme die Lösungsmenge der Gleichung $x^2-4x=0$. 3. Multipliziere…

Bearbeite die folgenden Aufgaben ohne Taschenrechner.

  1. Löse die Gleichung $5\cdot(x-2)=3x+4$.

  2. Bestimme die Lösungsmenge der Gleichung $x^2-4x=0$.

  3. Multipliziere aus: $(x+3)^2$.

  4. Zerlege in Faktoren: $x^2-16$.

  5. Stelle die Formel $U=2\cdot(a+b)$ nach $b$ um.

Lösen

Auf einen Blick

  • Rechenreihenfolge: Klammer, Potenz/Wurzel, Punkt vor Strich.

  • Potenzgesetze und Wurzelzerlegung beherrschen; Einheiten mit Faktor $10$, $100$, $1\,000$, bei Flächen und Volumen mit Quadrat bzw. Kubik.

  • Prozent: Faktor $q=1\pm\frac p{100}$; Zinseszins $K_0\cdot q^n$; rückwärts durch Division.

  • Gleichungen: Äquivalenzumformungen, Probe; quadratisch durch Ausklammern, binomische Formeln oder pq-Formel.

  • Überschlagen schützt vor groben Fehlern.

Zurück zum Anfang: In 30 Minuten ohne Taschenrechner kommst du mit Überschlag, Faktoren und diesen Regeln sicher ans Ziel.

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