Antiproportionale Zuordnungen
Einstieg
Für mehrtägige Fahrten auf hoher See muss das Schiff einen Tank befüllt haben, der Süßwasser enthält.
Für die nächste Tour mit 10 Personen wurde der Tank so befüllt, dass er für 12 Tage reicht, wenn man davon ausgeht, dass jede Person am Tag gleich viel Wasser verbraucht.
Berechne die maximale Länge der Tour, wenn anstatt der geplanten 10 Personen mit 20 (5, 15, 3) Personen gefahren wird.
Ergebnissicherung
| Anzahl der Personen an Bord | 10 | 20 | 5 | 15 | 3 |
| Zeit [in Tagen] | 12 | 6 | 24 | 8 | 40 |
Definition: Antiproportionale Zuordnung
Eine Zuordnung heißt antiproportional (umgekehrt proportional oder indirekt proportional), wenn folgende Eigenschaften gelten:
Bei den antiproportionalen Größen \(a\) und \(b\) ist die Verdopplung (Verdreifachung, Halbierung,…) der Größe \(a\) stets mit einer Halbierung (Drittelung, Verdopplung,…) der Größe \(b\) verbunden.
\[\begin{align*}\textrm{Größe a} &\rightarrow \textrm{Größe b} \\ \\\textrm{doppelt} &\rightarrow \textrm{halbiert} \\ \textrm{dreifach} &\rightarrow \textrm{gedrittelt} \\ \\\textrm{halbiert} &\rightarrow \textrm{verdoppelt} \\ \textrm{gedrittelt} &\rightarrow \textrm{verdreifacht}\end{align*}\]
Antiproportionale Zuordnung sind spezielle „Je mehr, desto weniger“ (oder „je weniger, desto mehr“) Zuordnungen.
Aufgaben / Übung
Aufgabe 1: Der Schiffskapitän notiert sich täglich den Dieselverbrauch in einer Tabelle. Der Vorrat nimmt dabei von Tag zu Tag ab.
Überprüfe, ob die Zuordnung Fahrzeit Dieselvorrat umgekehrt proportional ist. Stelle deine Überlegungen in einer Tabelle dar.
| Fahrzeit [in Tagen] | Dieselvorrat [in Liter] |
|---|---|
| 1 | 20000 |
| 2 | 19500 |
| 3 | 19000 |
| 4 | 18500 |
Aufgabe 2:
a) Eine rechteckige Schafweide soll 360 m² groß sein. Fertige eine Skizze und eine Tabelle in deinem Heft an, in der die Zuordnung Länge Breite dargestellt wird.
b) Stelle die Zuordnung in einem geeigneten Koordinatensystem dar.
| Länge [in Meter] | Breite [in Meter] | Gesamtfläche [in m²] |
|---|---|---|
| 10 | 360 | |
| 18 | ||
| 20 | ||
| 30 | ||
| 36 | ||
| 40 | ||
| 60 |
c) Eine andere rechteckige Schafweide soll mit 60m Zaun eingezäunt werden. Erstelle eine Tabelle für die Zuordnung Länge Breite. Finde heraus, ob diese Zuordnung umgekehrt proportional ist.
Vergleiche die beiden Zuordnungen miteinander.
| Länge [in Meter] | Breite [in Meter] | Gesamtfläche [in m²] |
|---|---|---|
| 10 | 36 | 360 |
| 18 | 20 | 360 |
| 20 | 18 | 360 |
| 30 | 12 | 360 |
| 36 | 10 | 360 |
| 40 | 9 | 360 |
| 60 | 6 | 360 |
| Länge [in Meter] | Breite [in Meter] | Umfang [in Meter] |
|---|---|---|
| 10 | 20 | 60 |
| 15 | 15 | 60 |
| 20 | 10 | 60 |
| 25 | 5 | 60 |
| 27 | 3 | 60 |
| 28 | 2 | 60 |
| 29 | 1 | 60 |
Ergänzung: Graph einer Antiproportionale Zuordnung
Bei einer umgekehrt proportionalen Zuordnung liegen die Punkte der Graphen auf einer Kurve. Diese Kurve heißt Hyperbel.
Die unverschobene Hyperbel berührt die Koordinatenachsen niemals!
Aufgabe 3: Im Werkunterricht werden mehrere gleich lange Holzleisten zersägt.
Wird eine Holzleiste in sechs Stücke zersägt, so ist jedes Stück 20 cm lang.
a) Berechne die Anzahl der Stücke, wenn jedes Stück eine Länge von 10 cm (5 cm, 30 cm, 40cm) vorweist.
Vervollständige die Tabelle in deinem Heft.
| Länge eines Stücks [in cm] | Anzahl der Stücke |
|---|---|
| 20 | 6 |
| 10 | |
| 5 | |
| 30 | |
| 40 |
b) Vergleiche die Anzahlen bei 20 cm und 40 cm (bei 10 cm und 30 cm).
Beschreibe deine Beobachtung.
Aufgabe 4: In 180 Minuten füllen drei gleichstarke Pumpen ein Wasserbecken. Bestimme die Anzahl der Pumpen, die eingesetzt werden müssen, um bereits nach 90 Minuten (60 Minuten, 45 Minuten) fertig zu sein.
Löse mithilfe einer Tabelle und verdeutliche durch Pfeile.
Aufgabe 5: Eine Rolle Klebeband kann in 120 Streifen von je 5 cm Länge geschnitten werden. Berechne die Anzahl der möglichen Streifen, wenn jeder Streifen 15 cm (10 cm, 20 cm) lang ist.
Stelle in einer Tabelle dar.
Aufgabe 6: Für die Weinlese benötigt ein Winter viele Helfer, da die Trauben in einem sehr kurzen Zeitfenster gepflückt werden müssen.
Für gewöhnlich benötigt er 18 Menschen, so dass diese in 12 Tagen mit der Lese fertig sind.
Berechne die Dauer, wenn er stattdessen 6 (3, 12, 24) Helfer hat.
Stelle dein Ergebnis in einer Tabelle dar und verdeutliche mit Pfeilen.
Lösung (Aufgabe 3 bis 6) :
Aufgabe 7: Der Garten der Familie soll neu angelegt werden. Die Gartenbaufirma arbeitet mit 3 Arbeitern 10 Tage an diesem Projekt.
Berechne die Dauer, wenn stattdessen 6 (12, 1, 2) Arbeiter für die gleiche Arbeit anrücken.
Stelle dein Ergebnis in einer Tabelle dar und verdeutliche mit Pfeilen.
Aufgabe 8: Die Lebensmittelvorräte in einem Basislager reichen bei 12 Expeditionsmitgliedern für 36 Tage.
Berechne, wie lange die Vorräte reichen, wenn 6 (18, 9, 3, 24) Mitglieder an der Expedition teilnehmen.
Erstelle eine Tabelle und verdeutliche mit Pfeilen.
Aufgabe 9: In einem rechteckigen Zimmer passen 36 Fliesen mit einer Kantenlänge von 15 cm in eine Reihe.
Berechne die Anzahl der Fliesen pro Reihe für Fliesen mit einer Kantenlänge von 30 cm (40 cm).
Aufgabe 10: Im Urlaub hat Melanie ihr Taschengeld so verplant, dass sie 2,50 € für jeden der 18 Tage zur Verfügung hat.
a) Berechne ihr tägliches Finanzvolumen, wenn der Urlaub nur 6 Tage dauert.
b) Berechne die Länge des Urlaubs, wenn sie jeden Tag 5 € ausgeben darf.
Aufgabe 11: In einer Getränkefabrik werden 1000 Flaschen Limonade abgefüllt. Vier Maschinen benötigen dafür 24 Minuten.
Berechne die Dauer, wenn 2 (12, 6, 1, 3) Maschinen gleichzeitig arbeiten.
Aufgabe 12: Für den Auftritt der Theater-AG wollen sechs Schüler die Aula mit 150 Stühlen bestuhlen.
a) Berechne die Anzahl der Stühle, die jeder Schüler aufstellen muss.
b) Beschreibe, wie sich das Arbeitspensum verändert, wenn weitere 6 Schüler mithelfen (3 Schüler krank sind, 5 Schüler krank sind).
c) Formuliere eine Regel zu b).
Lösung (Aufgabe 7 bis 12) :
| Aufgabe 7: | \((1|30), (6|5), (12|2,5), (2|15)\) |
| Aufgabe 8: | \((6|72), (18|24), (9|48), (3|144), (24|18)\) |
| Aufgabe 9: | \((18|30), (13,5|40)\) |
| Aufgabe 10: | \((6|7,5), (9|5)\) |
| Aufgabe 11: | \((2|48), (1|96), (3|32), (6|16), (12|8)\) |
| Aufgabe 12: | \((6|25), (12|12,5), (1|150), (3|50)\) |
Aufgabe 13: Zu einem Rechteck der Länge 12 cm und der Breite 2 cm sollen weitere flächengleiche Rechtecke bestimmt werden.
a) Übertrage die Tabelle in dein Heft und fülle sie aus.
| Länge (cm) | Breite (cm) |
|---|---|
| 12 | 2 |
| 6 | |
| 2 | |
| 1 | |
| 24 | |
| 8 | |
| 4 | |
| 3 |
b) Jonas hat die Zahlenpaare als Punkte in ein Koordinatensystem eingetragen und mithilfe von Strecken verbunden. Michael bestimmt zwei weitere Zahlenpaare und trägt diese im Koordinatensystem ein.
Beschreibe den Fehler, den Jonas gemacht hat.
Aufgabe 14: Die folgenden Zuordnungen sind umgekehrt proportional (antiporoportional). Ergänze die Tabellen im Heft. Trage die Zahlenpaare jeweils in ein Koordinatensystem ein. Zeichne die passende Kurve durch die Punkte.
a)
| Anzahl | Länge (cm) |
|---|---|
| 6 | 60 |
| 3 | |
| 180 | |
| 30 | |
| 4 | |
| 45 |
x-Achse: 1 cm entsprich 1 Stück
y-Achse: 1 cm entsprich 20 cm
b)
| Geschwindigkeit (km/h) | Zeit (h) |
|---|---|
| 90 | 6 |
| 12 | |
| 30 | |
| 60 | |
| 4,5 | |
| 4 |
x-Achse: 1 cm entsprich 10 km/h
y-Achse: 1 cm entsprich 2 Stunden
Aufgabe 15:
Aufgabe 16: