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Gymnasium 7 · Mathematik
Zahlen · Ganze Zahlen

Rechnen mit ganzen Zahlen

Ein Taucher in der Nordsee ist in $-15$ m Tiefe und taucht noch $12$ m tiefer. Auf dem Konto eines Comicladens gehen Einzahlungen und Abbuchungen hin und her. Damit du hier den Überblick behältst, brauchst du sichere Regeln für das Rechnen mit ganzen Zahlen $\mathbb{Z}$.

Addieren und Subtrahieren

Am Zahlenstrahl ist eine Addition ein Schritt: Eine positive Zahl bedeutet einen Schritt nach rechts, eine negative Zahl einen Schritt nach links.

Zahlengerade: Die Addition von +9 führt von −4 über den Nullpunkt bis +5. +9 −40+5 +4+5
Üben★☆☆Nicht begonnen
Berechne die folgenden einfachen Summen und Differenzen ganzer Zahlen: a) $(+7) + (+5) =$ b) $(-8) + (-3) =$ c) $(+9) + (-4) =$ d) $(-6) + (+10) =$

Berechne die folgenden einfachen Summen und Differenzen ganzer Zahlen:

  1. a) $(+7) + (+5) =$
  2. b) $(-8) + (-3) =$
  3. c) $(+9) + (-4) =$
  4. d) $(-6) + (+10) =$
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Üben★☆☆Nicht begonnen
Löse die folgenden Rechnungen, indem du zuerst die Klammern auflöst: a) $12 + (-5) =$ b) $8 - (+10) =$ c) $(-3) - (-7) =$ d) $(-5) + (+5) =$

Löse die folgenden Rechnungen, indem du zuerst die Klammern auflöst:

  1. a) $12 + (-5) =$
  2. b) $8 - (+10) =$
  3. c) $(-3) - (-7) =$
  4. d) $(-5) + (+5) =$
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Üben★★☆Nicht begonnen
Eine Wetterstation in den Alpen registrierte im Verlauf eines Wintertages die folgenden Temperaturänderungen: 1. Um 8:00 Uhr betrug die Temperatur $-5\ ^\circ C$. 2. Um…

Eine Wetterstation in den Alpen registrierte im Verlauf eines Wintertages die folgenden Temperaturänderungen:

  1. Um 8:00 Uhr betrug die Temperatur $-5\ ^\circ C$.

  2. Um 12:00 Uhr war sie um $8\ ^\circ C$ gestiegen.

  3. Um 18:00 Uhr sank sie gegenüber der vorherigen Messung um $4\ ^\circ C$.

  4. Um 22:00 Uhr sank sie noch einmal um $6\ ^\circ C$.

Schreibe einen einzigen mathematischen Term mit ganzen Zahlen auf, der all diese Änderungen beschreibt, und berechne die Temperatur am Ende des Tages.

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Gegenzahl und Betrag

Die Gegenzahl einer Zahl hat dasselbe Zahlenstück, aber das andere Vorzeichen: Die Gegenzahl von $+3$ ist $-3$, und es gilt $3 + (-3) = 0$. Der Betrag $|a|$ einer Zahl ist ihr Abstand von $0$ auf der Zahlengeraden. Er ist nie negativ: $|-7| = 7$ und $|5| = 5$.

Üben★★☆Nicht begonnen
Finde die ganze Zahl, die gleichzeitig diese drei Bedingungen erfüllt: 1. Ihr Betrag ist größer als $5$ und kleiner als $10$. 2. Multipliziert man sie mit $-3$, ist das…

Finde die ganze Zahl, die gleichzeitig diese drei Bedingungen erfüllt:

  1. Ihr Betrag ist größer als $5$ und kleiner als $10$.

  2. Multipliziert man sie mit $-3$, ist das Ergebnis eine positive Zahl.

  3. Addierst du ihre Gegenzahl, ist das Ergebnis $0$.

Gibt es mehr als eine mögliche Lösung? Begründe deine Antwort.

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Üben★★★Nicht begonnen
Bestimme die unbekannte ganze Zahl $x$ in jeder der folgenden Gleichungen: a) $x \cdot (-4 + 9) = -25$ b) $(-30) : x + (-12) = -18$ c) $2 \cdot |x| = 14$ (Finde alle…

Bestimme die unbekannte ganze Zahl $x$ in jeder der folgenden Gleichungen:

  1. a) $x \cdot (-4 + 9) = -25$
  1. b) $(-30) : x + (-12) = -18$
  1. c) $2 \cdot |x| = 14$ (Finde alle möglichen Lösungen für $x$.)
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Multiplizieren und Dividieren: die Vorzeichenregeln

Wir leiten die Regeln aus einem Muster ab. Multiplikation ist wiederholte Addition, und im Muster siehst du, wie es weitergeht:

$$\begin{aligned}3 \cdot (-2) &= -6\\ 2 \cdot (-2) &= -4\\ 1 \cdot (-2) &= -2\\ 0 \cdot (-2) &= 0\end{aligned}$$

Der erste Faktor wird jeweils um $1$ kleiner, das Ergebnis wächst um $2$. Das Muster setzt sich fort:

$$\begin{aligned}(-1) \cdot (-2) &= +2\\ (-2) \cdot (-2) &= +4\end{aligned}$$

Also ergibt „Minus mal Minus“ ein positives Ergebnis. Für die Division gilt dasselbe, denn sie ist die Umkehrung der Multiplikation: Aus $(-3) \cdot (-4) = 12$ folgt $12 : (-4) = -3$.

Schema der Vorzeichenregeln: gleiche Vorzeichen ergeben Plus, verschiedene Vorzeichen ergeben Minus. (+) · (+) = (+) (−) · (−) = (+) (+) · (−) = (−) (−) · (+) = (−) gleiche Vorzeichen → Ergebnis positiv verschiedene Vorzeichen → negativ (gilt genauso für die Division)
Üben★☆☆Nicht begonnen
Verwende die Vorzeichenregel, um diese Multiplikationen und Divisionen zu lösen: a) $(+4) \cdot (-3) =$ b) $(-5) \cdot (-2) =$ c) $(-20) : (+5) =$ d) $(-18) : (-3) =$

Verwende die Vorzeichenregel, um diese Multiplikationen und Divisionen zu lösen:

  1. a) $(+4) \cdot (-3) =$
  2. b) $(-5) \cdot (-2) =$
  3. c) $(-20) : (+5) =$
  4. d) $(-18) : (-3) =$
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Üben★★★Nicht begonnen
Ein „Zahlentrio“ ganzer Zahlen heißt ausgeglichen, wenn die Summe der ersten beiden Zahlen multipliziert mit der dritten $-24$ ergibt. Bestimme durch die entsprechenden…

Ein „Zahlentrio“ ganzer Zahlen heißt ausgeglichen, wenn die Summe der ersten beiden Zahlen multipliziert mit der dritten $-24$ ergibt.

Bestimme durch die entsprechenden Rechnungen, welche der folgenden Trios ausgeglichen sind:

  1. a) $(+5, -8, +8)$
  2. b) $(-10, +2, +3)$
  3. c) $(-4, -2, +4)$
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Das Distributivgesetz

Manchmal rechnest du schneller, wenn du einen gemeinsamen Faktor nutzt. Das Distributivgesetz gilt auch für ganze Zahlen:

$$a \cdot (b + c) = a \cdot b + a \cdot c$$

Von links nach rechts heißt das Ausmultiplizieren, von rechts nach links Ausklammern.

Üben★★☆Nicht begonnen
Wende das Distributivgesetz an, um diese Terme möglichst einfach zu berechnen (klammere aus, wo es nötig ist): a) $(-7) \cdot (+12) + (-7) \cdot (-2)$ b)…

Wende das Distributivgesetz an, um diese Terme möglichst einfach zu berechnen (klammere aus, wo es nötig ist):

  1. a) $(-7) \cdot (+12) + (-7) \cdot (-2)$
  1. b) $15 \cdot (-4) - 15 \cdot (+6)$
  1. c) $(-10) \cdot (-3) + (-10) \cdot (+13)$
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Üben★★★Nicht begonnen
Zwei Schülerinnen, Lea und Lina, sollen den Wert des folgenden Terms mit ganzen Zahlen berechnen: $$C = (-15) \cdot 74 + (-15) \cdot 26$$ • Lea wendet die übliche…

Zwei Schülerinnen, Lea und Lina, sollen den Wert des folgenden Terms mit ganzen Zahlen berechnen:

$$C = (-15) \cdot 74 + (-15) \cdot 26$$

• Lea wendet die übliche Rangfolge an: Sie berechnet zuerst die beiden Multiplikationen einzeln und addiert dann die erhaltenen Ergebnisse.

• Lina betrachtet den Aufbau der Rechnung und wendet das Distributivgesetz rückwärts an (Ausklammern): $C = (-15) \cdot (74 + 26)$.

  1. a) Berechne das Ergebnis ausführlich nach Leas Methode und nach Linas Methode. Überprüfe, dass beide Wege zur selben Lösung führen.
  2. b) Vergleiche die beiden Methoden und begründe, welche für das Kopfrechnen effizienter ist und warum sie das Risiko verringert, sich bei den Vorzeichen und den Zwischenrechnungen zu verrechnen.
  3. c) Entwirf selbst eine neue zusammengesetzte Rechnung aus der Summe oder Differenz von drei Produkten ganzer Zahlen, bei der Linas Strategie es erlaubt, sie in wenigen Sekunden im Kopf zu lösen, ohne lange Rechnungen auf Papier. Gib deinen Term und seine begründete Lösung an.
Lösen

Zusammengesetzte Terme und Vorrangregeln

Wenn Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division und Klammern gemischt vorkommen, gibt es eine feste Reihenfolge.

Treppe der Vorrangregeln: Klammern, Potenzen, Punktrechnung, Strichrechnung. 1. Klammern (innen zuerst) 2. Potenzen und Wurzeln 3. Punktrechnung (· und :) 4. Strichrechnung (+ und −), links nach rechts
Üben★☆☆Nicht begonnen
Berechne das Ergebnis dieser einfachen zusammengesetzten Rechnungen und beachte die Rangfolge (Denke daran: zuerst Punktrechnung, dann Strichrechnung): a)…

Berechne das Ergebnis dieser einfachen zusammengesetzten Rechnungen und beachte die Rangfolge (Denke daran: zuerst Punktrechnung, dann Strichrechnung):

  1. a) $5 + 2 \cdot (-3) =$
  2. b) $(-10) : 2 + 8 =$
  3. c) $4 \cdot 3 - 15 =$
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Üben★★☆Nicht begonnen
Berechne das Ergebnis der folgenden zusammengesetzten Rechnungen und achte besonders auf die Rangfolge der Rechenoperationen und auf die Vorzeichenregeln: a)…

Berechne das Ergebnis der folgenden zusammengesetzten Rechnungen und achte besonders auf die Rangfolge der Rechenoperationen und auf die Vorzeichenregeln:

  1. a) $15 - (8 - 12) + (-5) \cdot 2$
  1. b) $(-3) \cdot [(-2) + (-4) \cdot (-3)]$
  1. c) $24 : (-4) - (-6) : (+3)$
  1. d) $(-10) + (-2) \cdot (-5) + (-20) : 5$
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Üben★★☆Nicht begonnen
Löse die folgenden zusammengesetzten Rechnungen mit Klammern. Denke daran, zuerst das zu berechnen, was in den Klammern steht: a) $18 - [ 2 + (-5) - (4 - 7) ]$ b)…

Löse die folgenden zusammengesetzten Rechnungen mit Klammern. Denke daran, zuerst das zu berechnen, was in den Klammern steht:

  1. a) $18 - [ 2 + (-5) - (4 - 7) ]$
  1. b) $[ (-6) \cdot 2 - (-10) ] : (-2)$
  1. c) $30 : [ (-4) + (-2) \cdot (-3) ]$
  1. d) $(-5) \cdot [ 8 - (12 : (-3)) ]$
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Üben★★★Nicht begonnen
Berechne den Wert des folgenden zusammengesetzten Terms Schritt für Schritt und beachte dabei genau die Rangfolge der Rechenoperationen:…

Berechne den Wert des folgenden zusammengesetzten Terms Schritt für Schritt und beachte dabei genau die Rangfolge der Rechenoperationen:

$(-2)^4 + \sqrt{25} \cdot (-3) - [(-8 + 10)^3 : (-2^2)]$

Hinweis: Achte auf den Unterschied zwischen $(-2)^2$ und $-2^2$.

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Zurück zum Anfang: Der Taucher startet bei $-15$ m und taucht $12$ m tiefer, also ist er bei $-15 - 12 = -27$ m. Antwort: Er befindet sich in $27$ m Tiefe.

Auf einen Blick

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