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Mathematik · Klasse 8 · Kapitel

Andere ZahlenBasiswissenAlle Kapitel

Zusammenhänge und Graphen

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Ein Kind geht los, wartet an der Ampel, rennt zum Bus und läuft kurz zurück. Beschreibe nur mit Worten, wie weit es von zu Hause weg ist. Kann jemand daraus genau sagen, wann es wie weit weg war?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: Die Beschreibungen werden lang und trotzdem ungenau. Wann war die Pause, wie lange hat sie gedauert, wie weit war das Kind beim Umkehren? Zwei Leute lesen aus demselben Text zwei verschiedene Wege heraus. Wir zeichnen den Weg: Nach rechts die Zeit, nach oben die Entfernung. Die Pause ist ein waagerechtes Stück, das Rennen ein steiles, der Rückweg geht nach unten. Ein Blick auf den Graphen beantwortet, wofür der Text einen Absatz braucht.

  • Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
  • Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

Fit für das Kapitel?

Das brauchst du aus früheren Themen. Klappt es nicht, frag nach, bevor es losgeht.

ÜbenWeißt du das noch?

Eine Zuordnung verbindet jeden Wert mit genau einem Wert der anderen Größe.

  1. ●29
    Proportionale Zuordnung – ergänze den fehlenden Wert:
    GB Datenvolumen12510
    Preis3,00 €?15,00 €30,00 €
    Lösung zeigen
    1. Preis für eine Einheit: 3,00 € : 1 = 3,00 €
    2. Lücke: 2 · 3,00 € = 6,00 €
    3. GB Datenvolumen12510
      Preis3,00 €? 6,00 €15,00 €30,00 €
      y : x3333

      In jeder Spalte steht unten dasselbe: 3,00 € je GB Datenvolumen. Damit ist die Lücke 2 · 3,00 €.

    Ergebnis:
    6,00 €
  2. ●30
    Proportionale Zuordnung – ergänze den fehlenden Wert:
    kg Bananen12510
    Preis2,00 €?10,00 €20,00 €
    Lösung zeigen
    1. Preis für eine Einheit: 2,00 € : 1 = 2,00 €
    2. Lücke: 2 · 2,00 € = 4,00 €
    3. kg Bananen12510
      Preis2,00 €? 4,00 €10,00 €20,00 €
      y : x2222

      In jeder Spalte steht unten dasselbe: 2,00 € je kg Bananen. Damit ist die Lücke 2 · 2,00 €.

    Ergebnis:
    4,00 €

So kannst du es dir vorstellen

EntdeckenEin Graph erzählt, wie sich etwas ändert

Nach rechts läuft meist die Zeit, nach oben steht die Größe, die sich ändert. Jeder Punkt sagt: zu diesem Zeitpunkt dieser Wert. Die Form des Graphen sagt, ob die Größe wächst, abnimmt oder gleich bleibt – und wie schnell.

Graph einer brennenden Kerze: Die Zeit läuft nach rechts, die Höhe nimmt ab, 2 Zentimeter je StundeStundencm20 cm16 cm12 cmKerze: 2 cm weniger je Stunde

WeiterdenkenDenk nach

Ein Graph zeigt die Entfernung eines Radfahrers von zu Hause und hat am Ende ein Stück, das nach unten geht. Fährt er dort bergab?

1Ich beschreibe, wie eine Größe von einer anderen abhängt – in Worten, Tabelle und Graph.

EntdeckenFrage

Warum kostet eine Stunde und fünf Minuten im Parkhaus oft genauso viel wie zwei Stunden?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Viele Parkhäuser rechnen „je angefangene Stunde“. Der Preis bleibt dann eine Stunde lang gleich und springt an jeder vollen Stunde nach oben. Der Graph ist keine schräge Linie, sondern eine Treppe.

MerkenZusammenhang: je …, desto …

Ein Zusammenhang sagt, wie sich eine Größe ändert, wenn die andere wächst.

Je länger eine Kerze brennt, desto kürzer wird sie. Hier sind es 2 cm weniger je Stunde.

BeispielZusammenhang aus einer Tabelle beschreiben

Ein Fahrstuhl fährt aus dem Keller nach oben. Die Tabelle zeigt Zeit und Höhe: 0 → 0, 1 → 2, 2 → 4, 3 → ?, 4 → 8. Welche Zahl gehört an die Stelle des Fragezeichens?
Zeit in SekundenHöhe in m0012243?48
Schritt für Schritt
  1. Von einer Spalte zur nächsten: 2 − 0 = 2
  2. Die Änderung ist immer gleich: 2 m mehr je Sekunde
  3. 4 + 2 = 6
  1. Von einer Spalte zur nächsten: 2 − 0 = 2
  2. Die Änderung ist immer gleich: 2 m mehr je Sekunde
  3. 4 + 2 = 6
Ergebnis:
6 m

AchtungRichtung oder Änderung falsch beschrieben

So nicht
Kerze: nach 0, 1, 2 Stunden 20, 18, 16 cm → je länger sie brennt, desto länger wird sie
So richtig
Die Höhe nimmt ab: je länger sie brennt, desto kürzer → 2 cm weniger je Stunde

Stell dir vor, die erste Größe wird größer. Was passiert dann mit der zweiten, und um wie viel ändert sie sich je Schritt?

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Auf einer Prepaid-Karte wird Guthaben für Anrufe verbraucht. Am Anfang sind es 393 Cent, und je Minute gehen 12 Cent weg. Nach wie vielen Minuten sind es 297 Cent?
    gegebengesucht393 Cent12 Cent297 Cent?
    So fängst du an:
    Unterschied: 393 − 297 = 96
    Lösung zeigen
    1. Unterschied: 393 − 297 = 96
    2. Je Minute 12 Cent: 96 : 12 = 8
    3. Probe: 393 − 8 · 12 = 297
    Ergebnis:
    nach 8 Minuten
  2. ●2
    Ein Fahrstuhl fährt aus dem Keller nach oben. Die Tabelle zeigt Zeit und Höhe: 0 → 0, 1 → 3, 2 → 6, 3 → 9, 4 → 12. Beschreibe den Zusammenhang mit „je …, desto …“. Um wie viel ändert sich die Höhe des Fahrstuhls je Sekunde?
    Zeit in SekundenHöhe in m00132639412
    Lösung zeigen
    1. Von Spalte zu Spalte: 0 → 3, das sind 3 m mehr
    2. Je länger der Fahrstuhl fährt, desto höher ist er.
    Ergebnis:
    Je länger der Fahrstuhl fährt, desto höher ist er; 3 m mehr je Sekunde
  3. ★3
    Auf einer Prepaid-Karte wird Guthaben für Anrufe verbraucht. Die Tabelle zeigt Zeit und Guthaben: 0 → 481, 2 → 457, 4 → 433, 6 → 409, 8 → 385. Beschreibe den Zusammenhang mit „je …, desto …“. Um wie viel ändert sich das Guthaben je Minute?
    Zeit in MinutenGuthaben in Cent04812457443364098385
    Lösung zeigen
    1. Von Spalte zu Spalte: 481 → 457, das sind 24 Cent weniger
    2. Das gilt für 2 Minuten, also für eine: 24 : 2 = 12
    3. Je länger telefoniert wird, desto weniger Guthaben bleibt.
    Ergebnis:
    Je länger telefoniert wird, desto weniger Guthaben bleibt; 12 Cent weniger je Minute

2Ich lese Werte und Zeitpunkte aus Graphen ab.

EntdeckenFrage

Warum ist es an einem Sommertag meist nicht mittags, sondern erst am Nachmittag am heißesten?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Die Sonne steht mittags am höchsten, aber der Boden gibt noch Stunden danach mehr Wärme an die Luft ab, als sie verliert. Deshalb liegt der höchste Punkt der Temperaturkurve meist am frühen Nachmittag.

MerkenWerte am Graphen ablesen

Suche den Wert auf der Achse nach rechts und gehe senkrecht bis zum Graphen.

Von dort geht es waagerecht zur Achse nach oben. Beispiel: um 14 Uhr 28 °C.

BeispielWerte und Zeitpunkte am Graphen ablesen

Der Graph zeigt die Besucherzahl im Freibad an einem Sommertag. Um wie viel Uhr ist sie am größten, und wie groß ist sie dann?
6 Uhr8 Uhr10 Uhr12 Uhr14 Uhr16 Uhr18 Uhr20 Uhr020040060080010001200UhrzeitPersonen
Schritt für Schritt
  1. Den höchsten Punkt des Graphen suchen
  2. Er liegt über 16 Uhr
  3. Dort abgelesen: 1100 Personen
  1. Den höchsten Punkt des Graphen suchen
  2. Er liegt über 16 Uhr
  3. Dort abgelesen: 1100 Personen
Ergebnis:
um 16 Uhr, 1100 Personen

AchtungFalsch abgelesen

So nicht
Freibad: um 12 Uhr 600, um 16 Uhr 400 Personen → Veränderung 600 + 400 = 1000
So richtig
Veränderung heißt Unterschied: 600 − 400 = 200 Personen weniger

Erst den Wert auf der Achse nach rechts suchen, dann senkrecht bis zum Graphen, dann waagerecht zur Achse nach oben.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Der Graph zeigt die Besucherzahl im Freibad an einem Sommertag. Um wie viel hat sie sich zwischen 8 Uhr und 16 Uhr verändert?
    6 Uhr8 Uhr10 Uhr12 Uhr14 Uhr16 Uhr18 Uhr20 Uhr020040060080010001200UhrzeitPersonen
    So fängst du an:
    8 Uhr: 300 Personen
    Lösung zeigen
    1. 8 Uhr: 300 Personen
    2. 16 Uhr: 900 Personen
    3. 900 − 300 = 600
    Ergebnis:
    600 Personen mehr
  2. ●5
    Der Graph zeigt die Besucherzahl im Freibad an einem Sommertag. Um wie viel hat sie sich zwischen 12 Uhr und 14 Uhr verändert?
    6 Uhr8 Uhr10 Uhr12 Uhr14 Uhr16 Uhr18 Uhr20 Uhr020040060080010001200UhrzeitPersonen
    Lösung zeigen
    1. 12 Uhr: 600 Personen
    2. 14 Uhr: 900 Personen
    3. 900 − 600 = 300
    Ergebnis:
    300 Personen mehr
  3. ★6
    Der Graph zeigt die Temperatur an einem Sommertag. Um wie viel Uhr ist sie am größten, und wie groß ist sie dann?
    6 Uhr8 Uhr10 Uhr12 Uhr14 Uhr16 Uhr18 Uhr20 Uhr04812162024283236UhrzeitTemperatur in °C
    Lösung zeigen
    1. Den höchsten Punkt des Graphen suchen
    2. Er liegt über 14 Uhr
    3. Dort abgelesen: 24 °C
    Ergebnis:
    um 14 Uhr, 24 °C

3Ich beschreibe Abschnitte eines Graphen: steigt, fällt, bleibt gleich – und wie schnell.

EntdeckenFrage

Warum ist es auf hohen Bergen kälter?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Die Luft wird mit der Höhe dünner und kühlt ab. Im Mittel sinkt die Temperatur um etwa 0,65 °C je 100 m. Je höher, desto kälter: Auf 2000 m ist es im Schnitt rund 13 °C kälter als am Meer.

MerkenSteigen und fallen – wie schnell?

Geht der Graph nach oben, wächst die Größe, nach unten nimmt sie ab.

Waagerecht bleibt sie gleich. Tempo heißt Änderung je Minute: 40 l in 2 min sind 20 l je Minute.

BeispielAbschnitte eines Graphen beschreiben

Der Graph zeigt die Wassermenge in einer Badewanne. In welchem Abschnitt steigt er am schnellsten? Begründe mit einer Rechnung.
024681012020406080100120140160Zeit in minWasser in lABCD
Schritt für Schritt
  1. B: 40 l in 2 min → 20 l je Minute
  2. C: 60 l in 2 min → 30 l je Minute
  3. Am meisten je Minute: Abschnitt C
  1. B: 40 l in 2 min → 20 l je Minute
  2. C: 60 l in 2 min → 30 l je Minute
  3. Am meisten je Minute: Abschnitt C
Ergebnis:
Abschnitt C, 30 l je Minute

AchtungNur die Richtung, nicht das Tempo

So nicht
Abschnitt B: von 20 l auf 100 l in 4 min → steigt um 80 l je Minute
So richtig
80 l in 4 min: 80 : 4 = 20 l je Minute

Änderung durch Dauer teilen: 40 l in 2 min sind 20 l je Minute. Für km/h auf 60 Minuten hochrechnen.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Der Graph zeigt die Höhe eines Heißluftballons. Beschreibe Abschnitt C in einem Satz: Steigt der Graph, fällt er oder bleibt er gleich – und um wie viel je Minute?
    024681012020406080100120140160Zeit in minHöhe in mABCD
    So fängst du an:
    Abschnitt C: von 80 m auf 160 m
    Lösung zeigen
    1. Abschnitt C: von 80 m auf 160 m
    2. C: 80 m in 2 min → 40 m je Minute
    3. steigt um 40 m je Minute
    Ergebnis:
    steigt um 40 m je Minute
  2. ●8
    Der Graph zeigt den Füllstand eines Wassertanks. In welchem Abschnitt steigt er am schnellsten? Begründe mit einer Rechnung.
    02468020406080100120140160Zeit in minTank in lABCD
    Lösung zeigen
    1. B: 20 l in 2 min → 10 l je Minute
    2. C: 60 l in 2 min → 30 l je Minute
    3. Am meisten je Minute: Abschnitt C
    Ergebnis:
    Abschnitt C, 30 l je Minute
  3. ★9
    Der Graph zeigt die Wassermenge in einer Badewanne. Um wie viel l ändert sich die Größe vom Anfang bis zum Ende? Wie viel ist das im Durchschnitt je Minute?
    0246810121416020406080100120140160Zeit in minWasser in lABCD
    Lösung zeigen
    1. Anfang: 0 l, Ende: 0 l
    2. Änderung: 0 − 0 = 0
    3. Dauer: 4 + 4 + 4 + 4 = 16, also 16 min.
    4. 0 : 16 = 0
    Ergebnis:
    0 l; im Durchschnitt 0 l je Minute

4Ich ordne Füllgraphen den passenden Gefäßen zu.

EntdeckenFrage

Wie schnell läuft jemand, der einen Marathon in genau vier Stunden schafft?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Ein Marathon ist 42,195 km lang. In 4 Stunden sind das 42,195 : 4 ≈ 10,5 km je Stunde. Im Weg-Zeit-Diagramm ist das der Durchschnitt, echte Läufe haben flachere und steilere Stücke.

MerkenFüllgraphen

Je breiter das Gefäß an einer Stelle, desto langsamer steigt dort das Wasser.

Bei einer Vase, unten breit und oben schmal, ist der Füllgraph erst flach, dann steil.

BeispielFüllgraph und Gefäß zuordnen

In ein Gefäß aus zwei Teilen: unten schmal, oben breit läuft gleichmäßig Wasser. Welcher Graph zeigt, wie die Höhe des Wassers mit der Zeit wächst? Begründe.
Gefäß(A)(B)(C)Höhe
Schritt für Schritt
  1. Das Gefäß: zwei Teile, unten der schmale.
  2. Im schmalen Teil steigt das Wasser schnell, im breiten langsam.
  3. Also zwei gerade Stücke, erst steil, dann flach: Graph (C)
  1. Das Gefäß: zwei Teile, unten der schmale.
  2. Im schmalen Teil steigt das Wasser schnell, im breiten langsam.
  3. Also zwei gerade Stücke, erst steil, dann flach: Graph (C)
Ergebnis:
(C) zwei gerade Stücke, erst steil, dann flach

AchtungGraph als Bild gelesen

So nicht
Graph der Entfernung von zu Hause fällt am Ende → das Rad fährt bergab
So richtig
Die Entfernung wird kleiner → das Rad fährt zurück nach Hause

Der Graph ist kein Foto. Erst lesen, was auf den Achsen steht: Ein breites Gefäß ergibt einen flachen Graphen, eine fallende Entfernung heißt Rückweg.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Der Graph links zeigt, wie die Höhe des Wassers beim gleichmäßigen Füllen wächst. Welches Gefäß wurde gefüllt?
    HöheZeit(A)(B)(C)
    So fängst du an:
    Der Graph ist zwei gerade Stücke, erst steil, dann flach.
    Lösung zeigen
    1. Der Graph ist zwei gerade Stücke, erst steil, dann flach.
    2. Im schmalen Teil steigt das Wasser schnell, im breiten langsam.
    3. Das passt zum Gefäß (B): zwei Teile, unten der schmale
    Ergebnis:
    (B) zwei Teile, unten der schmale
  2. ●11
    In eine Vase, unten breit und oben schmal läuft gleichmäßig Wasser. Steigt die Höhe am Anfang oder am Ende schneller? Skizziere den Füllgraphen.
    Lösung zeigen
    1. Das Gefäß: unten breit, oben schmal.
    2. Unten braucht ein Zentimeter viel Wasser, oben wenig.
    3. Schneller am Ende: erst flach, dann immer steiler
    Ergebnis:
    am Ende; erst flach, dann immer steiler
  3. ★12
    Ein Gefäß hat zwei Teile: unten 200 cm² Bodenfläche, oben 60 cm². Jede Minute fließen 1200 cm³ Wasser hinein. Wie schnell steigt das Wasser unten, wie schnell oben? Wie sieht der Füllgraph aus?
    Lösung zeigen
    1. Unten: 1200 : 200 = 6, also 6 cm je Minute.
    2. Oben: 1200 : 60 = 20, also 20 cm je Minute.
    3. Zwei gerade Stücke: erst flach, dann steil.
    Ergebnis:
    unten 6 cm, oben 20 cm je Minute; erst flach, dann steil

5Ich lese Weg-Zeit-Diagramme und berechne Geschwindigkeiten in Abschnitten.

EntdeckenFrage

Warum steigt das Wasser beim Füllen einer Flasche am Hals plötzlich so schnell?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Pro Sekunde fließt gleich viel Wasser hinein. Im breiten Bauch verteilt es sich auf eine große Fläche, im schmalen Hals auf eine kleine. Dieselbe Wassermenge ergibt dort mehr Höhe: Der Füllgraph wird steil.

Ausprobieren: Lineare Funktion y = m · x + b

Steigung und Achsenabschnitt mit Reglern oder Ziehpunkten verändern – mit Steigungsdreieck und Wertetabelle.

MerkenWeg-Zeit-Diagramm

Im Weg-Zeit-Diagramm heißt ein waagerechtes Stück: Pause.

Geschwindigkeit ist Weg durch Zeit. 3 km in 15 min sind 12 km in 60 min, also 12 km/h.

BeispielWeg-Zeit-Diagramm lesen

Noah fährt mit dem Rad. Das Diagramm zeigt die Entfernung von zu Hause. Wie lange macht Noah Pause, und wie weit ist Noah dabei von zu Hause entfernt?
010203040500123456789101112Zeit in minEntfernung in kmABC
Schritt für Schritt
  1. Pause heißt: Die Zeit läuft, die Entfernung bleibt gleich – ein waagerechtes Stück.
  2. Abschnitt C: von Minute 40 bis Minute 50, also 10 min
  3. Entfernung dabei: 7 km
  1. Pause heißt: Die Zeit läuft, die Entfernung bleibt gleich – ein waagerechtes Stück.
  2. Abschnitt C: von Minute 40 bis Minute 50, also 10 min
  3. Entfernung dabei: 7 km
Ergebnis:
10 min Pause, 7 km von zu Hause

AchtungNoch einmal: Nur die Richtung, nicht das Tempo

So nicht
Abschnitt B: von 20 l auf 100 l in 4 min → steigt um 80 l je Minute
So richtig
80 l in 4 min: 80 : 4 = 20 l je Minute

Änderung durch Dauer teilen: 40 l in 2 min sind 20 l je Minute. Für km/h auf 60 Minuten hochrechnen.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Zeynep fährt mit dem Rad. Das Diagramm zeigt die Entfernung von zu Hause. Wie schnell fährt Zeynep im Abschnitt A, also von Minute 0 bis Minute 30? Gib die Geschwindigkeit in km/h an.
    0102030405060700123456789101112Zeit in minEntfernung in kmABC
    So fängst du an:
    Abschnitt A: 5 km in 30 min
    Lösung zeigen
    1. Abschnitt A: 5 km in 30 min
    2. In 60 min: 5 km · 2
    3. 10 km/h
    Ergebnis:
    10 km/h
  2. ●14
    Mira fährt mit dem Rad. Das Diagramm zeigt die Entfernung von zu Hause. Wie viele Kilometer fährt Mira insgesamt? Achtung: Das Diagramm zeigt die Entfernung, nicht den gefahrenen Weg.
    0102030405060700123456789101112Zeit in minEntfernung in kmABC
    Lösung zeigen
    1. A: 6 km
    2. B: 0 km
    3. C: 3 km
    4. Zusammen: 6 + 0 + 3 = 9
    Ergebnis:
    9 km
  3. ★15
    Emre fährt mit dem Rad. Das Diagramm zeigt die Entfernung von zu Hause. Wie viele Kilometer fährt Emre insgesamt? Achtung: Das Diagramm zeigt die Entfernung, nicht den gefahrenen Weg.
    0102030400123456789101112Zeit in minEntfernung in kmABC
    Lösung zeigen
    1. A: 2 km
    2. B: 2 km
    3. C: 0 km
    4. Zusammen: 2 + 2 + 0 = 4
    Ergebnis:
    4 km

6Ich lege zu einer Rechenvorschrift eine Wertetabelle an und zeichne die Punkte.

EntdeckenFrage

Warum kostet ein Brief mit 21 Gramm mehr Porto als einer mit 20 Gramm?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Die Post hat Gewichtsstufen: Standardbrief bis 20 g, Kompaktbrief bis 50 g, Großbrief bis 500 g. Ein Gramm über der Grenze bringt den Brief in die nächste Stufe. Der Graph des Portos ist eine Treppe.

Ausprobieren: Funktionslabor: Gerade und Parabel

Gerade oder Parabel mit Reglern einstellen, erst schätzen, dann zeigen – mit Spur, Wertetabelle, zweiter Geraden und Zoom.

MerkenVon der Vorschrift zur Wertetabelle

Setze jede Zahl in die Vorschrift ein und schreibe das Ergebnis in die Tabelle.

Aus „mal 3 plus 1“ wird 0 → 1, 1 → 4, 2 → 7. Jedes Paar ist ein Punkt.

BeispielWertetabelle zu einer Rechenvorschrift

Die Rechenvorschrift heißt: Subtrahiere die Zahl von 5. Lege eine Wertetabelle für x = 0, 1, 2, 3, 4 an. Welche Punkte trägst du ins Koordinatensystem ein? Liegen sie auf einer Geraden?
24246
Schritt für Schritt
  1. x = 0: 5 − 0 = 5
  2. x = 1: 5 − 1 = 4
  3. Punkte: (0 | 5), (1 | 4), (2 | 3), (3 | 2), (4 | 1)
  4. Gleiche Schritte in x, gleiche Änderung: eine Gerade
  1. x = 0: 5 − 0 = 5
  2. x = 1: 5 − 1 = 4
  3. Punkte: (0 | 5), (1 | 4), (2 | 3), (3 | 2), (4 | 1)
  4. Gleiche Schritte in x, gleiche Änderung: eine Gerade
Ergebnis:
(0 | 5), (1 | 4), (2 | 3), (3 | 2), (4 | 1); ja, eine Gerade

AchtungVorschrift oder Stufe falsch angewendet

So nicht
Jede angefangene Stunde 2 €, geparkt 2 h 10 min: 2 · 2 € = 4 €
So richtig
Die 3. Stunde ist angefangen: 3 · 2 € = 6 €

Jede Zahl einzeln in die Vorschrift einsetzen. Bei Stufen zählt jede angefangene Stunde voll, und die Treppe wird nicht schräg verbunden.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Die Rechenvorschrift heißt: Multipliziere die Zahl mit sich selbst. Lege eine Wertetabelle für x = 0, 1, 2, 3, 4 an. Welche Punkte trägst du ins Koordinatensystem ein? Liegen sie auf einer Geraden?
    24246810121416
    So fängst du an:
    x = 0: 0 · 0 = 0
    Lösung zeigen
    1. x = 0: 0 · 0 = 0
    2. x = 1: 1 · 1 = 1
    3. Punkte: (0 | 0), (1 | 1), (2 | 4), (3 | 9), (4 | 16)
    4. Die Änderung wechselt: keine Gerade, ein Bogen
    Ergebnis:
    (0 | 0), (1 | 1), (2 | 4), (3 | 9), (4 | 16); nein, ein Bogen
  2. ●17
    Die Rechenvorschrift heißt: Multipliziere die Zahl mit 3 und addiere 1. Ergänze die Wertetabelle: 0 → 1, 1 → ?, 2 → 7, 3 → ?, 4 → 13.
    x01234Ergebnis1?7?13
    Lösung zeigen
    1. x = 1: 3 · 1 + 1 = 4
    2. x = 3: 3 · 3 + 1 = 10
    3. Tabelle: 0 → 1, 1 → 4, 2 → 7, 3 → 10, 4 → 13
    Ergebnis:
    für x = 1: 4; für x = 3: 10
  3. ★18
    Die Rechenvorschrift heißt: x → 2 · x − 3. Ergänze die Wertetabelle: −2 → −7, −1 → −5, 0 → ?, 1 → ?, 2 → 1.
    x−2−1012Ergebnis−7−5??1
    Lösung zeigen
    1. x = 0: 2 · 0 − 3 = −3
    2. x = 1: 2 · 1 − 3 = −1
    3. Tabelle: −2 → −7, −1 → −5, 0 → −3, 1 → −1, 2 → 1
    Ergebnis:
    für x = 0: −3; für x = 1: −1

7Ich lese Stufen-Zusammenhänge wie Porto und Parkgebühren aus Tabelle und Graph.

EntdeckenFrage

Warum zahlt man in Berlins Bussen und Bahnen am 15. Geburtstag plötzlich mehr als am Tag davor?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Im Tarif des Verkehrsverbunds fahren Kinder unter 6 Jahren kostenlos und von 6 bis einschließlich 14 Jahren ermäßigt. Ab dem 15. Geburtstag gilt der volle Preis. Der Preis hängt also stufenweise vom Alter ab: Der Graph ist eine Treppe mit einem Sprung an jedem Stichtag.

MerkenStufen und Sprünge

Ein Preis in Stufen bleibt eine Weile gleich und springt dann.

Zählt jede angefangene Stunde, kosten 2 h 10 min so viel wie 3 Stunden. Der Graph ist eine Treppe.

BeispielPreise in Stufen: Parken und Pakete

Ein Paketdienst hat diese Preise: bis 1 kg: 5,50 €, bis 3 kg: 6,50 €, bis 5 kg: 8,50 €, bis 10 kg: 13,50 €. Was kostet ein Paket mit 3,5 kg?
01234567891005101520Gewicht in kgPreis in €
Schritt für Schritt
  1. 3,5 kg liegt über 3 kg und höchstens bei 5 kg.
  2. Also die Stufe „bis 5 kg“
  3. Preis: 8,50 €
  1. 3,5 kg liegt über 3 kg und höchstens bei 5 kg.
  2. Also die Stufe „bis 5 kg“
  3. Preis: 8,50 €
Ergebnis:
8,50 €

AchtungNoch einmal: Vorschrift oder Stufe falsch angewendet

So nicht
Jede angefangene Stunde 2 €, geparkt 2 h 10 min: 2 · 2 € = 4 €
So richtig
Die 3. Stunde ist angefangen: 3 · 2 € = 6 €

Jede Zahl einzeln in die Vorschrift einsetzen. Bei Stufen zählt jede angefangene Stunde voll, und die Treppe wird nicht schräg verbunden.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Im Parkhaus kostet jede angefangene Stunde 3,00 €. Du hast 16,00 € dabei. Wie lange darfst du höchstens parken?
    012345605101520Parkdauer in StundenPreis in €
    So fängst du an:
    16,00 € : 3,00 € ≈ 5,33
    Lösung zeigen
    1. 16,00 € : 3,00 € ≈ 5,33
    2. Nur ganze Stunden zählen: 5 Stunden
    3. Eine Minute mehr wäre die 6. Stunde.
    Ergebnis:
    5 Stunden
  2. ●20
    Ein Paketdienst hat diese Preise: bis 2 kg: 4,50 €, bis 5 kg: 6,50 €, bis 10 kg: 9,00 €, bis 20 kg: 15,00 €. Was kostet ein Paket mit 2 kg?
    0510152005101520Gewicht in kgPreis in €
    Lösung zeigen
    1. 2 kg liegt über 0 kg und höchstens bei 2 kg.
    2. Also die Stufe „bis 2 kg“
    3. Preis: 4,50 €
    Ergebnis:
    4,50 €
  3. ★21
    Ein Paketdienst hat diese Preise: bis 1 kg: 5,00 €, bis 3 kg: 6,50 €, bis 5 kg: 9,00 €, bis 10 kg: 13,00 €. Was kostet ein Paket mit 5 kg?
    01234567891005101520Gewicht in kgPreis in €
    Lösung zeigen
    1. 5 kg liegt über 3 kg und höchstens bei 5 kg.
    2. Also die Stufe „bis 5 kg“
    3. Preis: 9,00 €
    Ergebnis:
    9,00 €

8Ich erkenne Fehler beim Lesen von Graphen und erzähle Geschichten zu Graphen.

EntdeckenFrage

Wie kann ein Balken doppelt so hoch aussehen wie ein anderer, obwohl sein Wert nur 5 % größer ist?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Die Achse beginnt nicht bei 0, sondern bei 95. Dann ist der Balken für 100 nur 5 Kästchen hoch und der für 105 genau 10 Kästchen. Wer nur die Höhen vergleicht, liest „doppelt so viel“. Deshalb schaut man zuerst auf den Anfang der Achse.

MerkenFehler beim Ablesen

Ein Graph ist kein Bild der Landschaft: Lies zuerst, was die Achse nach oben zeigt.

Wächst die Entfernung von zu Hause, fährt jemand weg – auch bergab.

BeispielFehler beim Lesen von Graphen

Ein Graph zeigt die Entfernung von Ben von zu Hause. Zeynep sagt: „Am Ende geht der Graph nach unten, also fährt Ben bergab.“ Stimmt das? Begründe.
01234ZeitEntfernung
Schritt für Schritt
  1. Erst lesen, was die Achse nach oben zeigt: Entfernung.
  2. Nach unten heißt: Die Entfernung von zu Hause wird kleiner.
  3. Ben fährt zurück nach Hause.
  1. Erst lesen, was die Achse nach oben zeigt: Entfernung.
  2. Nach unten heißt: Die Entfernung von zu Hause wird kleiner.
  3. Ben fährt zurück nach Hause.
Ergebnis:
Nein. Nach unten heißt: Die Entfernung von zu Hause wird kleiner. Ben fährt zurück nach Hause.

AchtungNoch einmal: Graph als Bild gelesen

So nicht
Graph der Entfernung von zu Hause fällt am Ende → das Rad fährt bergab
So richtig
Die Entfernung wird kleiner → das Rad fährt zurück nach Hause

Der Graph ist kein Foto. Erst lesen, was auf den Achsen steht: Ein breites Gefäß ergibt einen flachen Graphen, eine fallende Entfernung heißt Rückweg.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    Ein Graph zeigt die Höhe eines Fahrstuhls. Emre sagt: „Der Fahrstuhl fährt schräg nach oben, denn der Graph ist eine schräge Linie.“ Stimmt das? Begründe.
    01234ZeitEntfernung
    So fängst du an:
    Erst lesen, was die Achse nach oben zeigt: Höhe eines Fahrstuhls.
    Lösung zeigen
    1. Erst lesen, was die Achse nach oben zeigt: Höhe eines Fahrstuhls.
    2. Schräg heißt: Die Höhe wächst mit der Zeit.
    3. Der Fahrstuhl fährt senkrecht; die Zeit liegt nur auf der zweiten Achse.
    Ergebnis:
    Nein. Schräg heißt: Die Höhe wächst mit der Zeit. Der Fahrstuhl fährt senkrecht; die Zeit liegt nur auf der zweiten Achse.
  2. ●23
    Ein Graph zeigt die Geschwindigkeit von Mira auf einer Radtour. Lukas sagt: „In der Mitte fährt Mira einen Berg hinauf, denn dort geht der Graph nach oben.“ Stimmt das? Begründe.
    01234ZeitEntfernung
    Lösung zeigen
    1. Erst lesen, was die Achse nach oben zeigt: Geschwindigkeit.
    2. Der Graph zeigt das Tempo, nicht die Höhe.
    3. Nach oben heißt: Mira wird schneller – eher bergab.
    Ergebnis:
    Nein. Der Graph zeigt das Tempo, nicht die Höhe. Nach oben heißt: Mira wird schneller – eher bergab.
  3. ★24
    Der Graph zeigt die Entfernung von Jonas von zu Hause. Welche Geschichte passt?
    (A) Jonas wartet erst, fährt dann los und bleibt am Ziel.
    (B) Jonas fährt los, macht Pause und fährt dann zurück nach Hause.
    (C) Jonas fährt los, wartet an einer Ampel und fährt dann weiter.
    01234ZeitEntfernung
    Lösung zeigen
    1. Nach oben: weiter weg. Waagerecht: steht. Nach unten: näher nach Hause.
    2. Der Graph: nach oben, waagerecht, nach oben
    3. Das ist Geschichte (C).
    Ergebnis:
    (C)

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●25
    Ein Planschbecken wird mit dem Gartenschlauch gefüllt. Die Tabelle zeigt Zeit und Wasser: 0 → 20, 1 → 35, 2 → 50, 3 → ?, 4 → 80. Welche Zahl gehört an die Stelle des Fragezeichens?
    Zeit in MinutenWasser in Litern0201352503?480
    Lösung zeigen
    1. Von einer Spalte zur nächsten: 35 − 20 = 15
    2. Die Änderung ist immer gleich: 15 l mehr je Minute
    3. 50 + 15 = 65
    Ergebnis:
    65 l
  2. ●26
    Nach rechts ist die Zeit im heißen Backofen aufgetragen, nach oben die Temperatur des Kuchens. Welcher Graph passt? Begründe mit „je …, desto …“.
    (A)(B)(C)
    Lösung zeigen
    1. Die Zeit im heißen Backofen wird größer.
    2. Dann wird die Temperatur des Kuchens größer.
    3. Die Linie muss nach rechts nach oben gehen.
    4. Also Graph (A)
    Ergebnis:
    (A) steigt
  3. ●27
    In ein gerades Glas läuft gleichmäßig Wasser. Welcher Graph zeigt, wie die Höhe des Wassers mit der Zeit wächst? Begründe.
    Gefäß(A)(B)(C)Höhe
    Lösung zeigen
    1. Das Gefäß: überall gleich breit.
    2. Jeder Zentimeter braucht gleich viel Wasser.
    3. Also eine gerade Linie: Graph (A)
    Ergebnis:
    (A) eine gerade Linie
  4. ★28
    Nach rechts ist die Zahl der Apps auf dem Handy aufgetragen, nach oben der belegte Speicher. Welcher Graph passt? Begründe mit „je …, desto …“.
    (A)(B)(C)
    Lösung zeigen
    1. Die Zahl der Apps auf dem Handy wird größer.
    2. Dann wird der belegte Speicher größer.
    3. Die Linie muss nach rechts nach oben gehen.
    4. Also Graph (C)
    Ergebnis:
    (C) steigt

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Zusammenhang: je …, desto …
Ein Zusammenhang sagt, wie sich eine Größe ändert, wenn die andere wächst.
Werte am Graphen ablesen
Suche den Wert auf der Achse nach rechts und gehe senkrecht bis zum Graphen.
Steigen und fallen – wie schnell?
Geht der Graph nach oben, wächst die Größe, nach unten nimmt sie ab.
Füllgraphen
Je breiter das Gefäß an einer Stelle, desto langsamer steigt dort das Wasser.
Weg-Zeit-Diagramm
Im Weg-Zeit-Diagramm heißt ein waagerechtes Stück: Pause.
Von der Vorschrift zur Wertetabelle
Setze jede Zahl in die Vorschrift ein und schreibe das Ergebnis in die Tabelle.
Stufen und Sprünge
Ein Preis in Stufen bleibt eine Weile gleich und springt dann.
Fehler beim Ablesen
Ein Graph ist kein Bild der Landschaft: Lies zuerst, was die Achse nach oben zeigt.

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

Ein Kind geht los, wartet an der Ampel, rennt zum Bus und läuft kurz zurück. Beschreibe nur mit Worten, wie weit es von zu Hause weg ist. Kann jemand daraus genau sagen, wann es wie weit weg war?

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

Mit dem Werkzeug aus diesem Kapitel: Der Graph als Sprache für Änderung: nach oben, nach unten, waagerecht – und wie steil.

Wo brauchst du das?

Entdecken

Wetterkurven, Akkustand, Parkgebühren und Paketpreise. Beruf: Messkurven in Labor und Technik, Fahrtenschreiber im Lkw, Füllstände in der Produktion.

Wörter

Gleichung
zwei Rechnungen, die gleich viel wert sind

Wie es zusammenhängt

Das brauchst du vorher: Zuordnungen, Koordinatensystem und Symmetrie

Darauf baut auf: Lineare Funktionen

Lösungen

  1. nach 8 Minuten
  2. Je länger der Fahrstuhl fährt, desto höher ist er; 3 m mehr je Sekunde
  3. Je länger telefoniert wird, desto weniger Guthaben bleibt; 12 Cent weniger je Minute
  4. 600 Personen mehr
  5. 300 Personen mehr
  6. um 14 Uhr, 24 °C
  7. steigt um 40 m je Minute
  8. Abschnitt C, 30 l je Minute
  9. 0 l; im Durchschnitt 0 l je Minute
  10. (B) zwei Teile, unten der schmale
  11. am Ende; erst flach, dann immer steiler
  12. unten 6 cm, oben 20 cm je Minute; erst flach, dann steil
  13. 10 km/h
  14. 9 km
  15. 4 km
  16. (0 | 0), (1 | 1), (2 | 4), (3 | 9), (4 | 16); nein, ein Bogen
  17. für x = 1: 4; für x = 3: 10
  18. für x = 0: −3; für x = 1: −1
  19. 5 Stunden
  20. 4,50 €
  21. 9,00 €
  22. Nein. Schräg heißt: Die Höhe wächst mit der Zeit. Der Fahrstuhl fährt senkrecht; die Zeit liegt nur auf der zweiten Achse.
  23. Nein. Der Graph zeigt das Tempo, nicht die Höhe. Nach oben heißt: Mira wird schneller – eher bergab.
  24. (C)
  25. 65 l
  26. (A) steigt
  27. (A) eine gerade Linie
  28. (C) steigt
  29. 6,00 €
  30. 4,00 €