Aufgaben zur indirekten Proportionalität

Lerne mit diesen gemischten Aufgaben, indirekt proportionale Zusammenhänge zu erkennen und teste dein Wissen!

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Die folgende Wertetabelle enthält indirekt proportionale (umgekehrte/antiproportionale) Wertepaare. Ergänze die fehlenden Werte.

Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Indirekte Proportionalität
Lösung in Tabellenform:
Lösung mit der Proportionalitätskonstanten:
Bei der indirekten Proportionalität (umgekehrte Proportionalität, Antiproportionalität) ist das Produkt zweier Größen immer konstant. Dieses Produkt wird als Proportionalitätskonstante bezeichnet und es gilt:
$x \cdot y = k oder y = \frac{k}{x} und x = \frac{k}{y}$
Benutze das gegebene erste Wertepaar, um $k$ zu berechnen:
$k = x \cdot y = 2 \cdot 30 = 60$
Berechne nun mit den angegebenen Formeln die fehlenden Größen:
Beim $2$ . Wertepaar ist $x = 4 \Rightarrow y = \frac{60}{4} = 15 \Rightarrow (4 | 15)$
Beim $3$ . Wertepaar ist $y = 7,5 \Rightarrow x = \frac{60}{7,5} = 8 \Rightarrow (8 | 7,5)$
Beim 4. Wertepaar ist $x = 12 \Rightarrow y = \frac{60}{12} = 5 \Rightarrow (12 | 5)$
Beim $5$ . Wertepaar ist $y = 20 \Rightarrow x = \frac{60}{20} = 3 \Rightarrow (3 | 20)$

Die Aufräumarbeiten nach einem Fest können von 14 Leuten in $3 \frac{1}{2}$ Stunden erledigt werden.

Wie viele Personen müssen zusätzlich helfen, um die Arbeit in 2 Stunden zu schaffen?

Die Aufräumarbeiten werden zunächst von 14 Leuten begonnen. Nach 3 Stunden gehen 12 Helfer (um den letzten Zug zu erreichen) und die verbleibenden 2 Helfer erledigen den Rest.
Wie lange haben die 2 Helfer bis zum Ende insgesamt bearbeitet?

Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Indirekte Proportionalität
Lösung
14 Leute benötigen für die Arbeit insgesamt $3,5 h$ .
Nach 3 Stunden gehen 12 der 14 Leute. Die 14 Personen würden zusammen noch 30 Minuten benötigen. Überlege, wie lange die 2 für die Restarbeit noch benötigen.
$\Rightarrow$ Wenn 14 Personen für die Restarbeit noch 30 Minuten benötigen, beträgt die Dauer der Restarbeit noch 7 Arbeitsstunden.
Auf zwei Personen aufgeteilt, bedeutet dies eine weitere Arbeitszeit von $7 h : 2 = 3,5 h$ für jeden der beiden.
Da nach der Gesamtarbeitszeit für jeden dieser beiden Arbeiter gefragt ist, addiere diese $3,5 h$ zu den $3 h$ , die sie schon vorher gearbeitet haben.
$3,5 h + 3 h = 6,5 h$
$\Rightarrow$ Die 2 Leute müssen also insgesamt jeweils $6,5 h$ arbeiten.

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Ein Schwimmbecken wird von drei Leitungen befüllt, die jeweils dieselbe Menge Wasser pro Stunde in das Becken leiten. Sie benötigen zusammen 3 Stunden und 15 Minuten, um das Becken zu füllen.

Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: indirekte Proportionalität
3 Leitungen benötigen 3 Stunden und 15 Minuten
Dividiere die benötigte Zeit durch 2, da sich die Anzahl der Leitungen verdoppelt hat.
$3 \cdot 2$ Leitungen benötigen $\frac{3 h + 15 min}{2} = \frac{3 h}{2} + \frac{15 min}{2}$
$6$ Leitungen benötigen $1,5 h + 7,5 min$
Rechne die benötigten Minuten und Stunden zusammen.
$1,5 h + 7,5 min = 1 h 30 min + 7,5 min = 1 h 37,5 min$
$\Rightarrow$ Bei der doppelten Anzahl an Leitungen, wird die halbe Zeit benötigt, das sind 1 Stunde ,37 Minuten und 30 Sekunden.

Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: indirekte Proportionalität
Die zwei neuen, langsamen Leitungen arbeiten genauso schnell wie eine normale. Dies bedeutet, dass jetzt 4 Leitungen anstatt drei Wasser pumpen.
Drei Leitungen brauchen 3 Stunden und 15 Minuten. Dann würde eine Leitung dreimal soviel Zeit brauchen (also Zeit mal 3 nehmen). Vier Leitungen schaffen es viermal so schnell wie eine Leitung (also anschließend durch vier teilen).
$3,25 \cdot \frac{3}{4} = \frac{13}{4} \cdot \frac{3}{4} = \frac{39}{16} = 2 \frac{7}{16}$
Das Ergebnis muss nur noch in Minuten und Sekunden ausgedrückt werden. Dafür multiplizierst du den Bruch mit 60.
$\frac{7}{16} \cdot 60 = \frac{420}{16} = \frac{105}{4} = 26,25$
0,25 Minuten entsprechen 15 Sekunden, weil 0,25 ein Viertel von eins und 15 Sekunden ein Viertel von einer Minute (60 Sekunden) ist.
Antwort: Das Becken ist nach 2 Stunden, 26 Minuten und 15 Sekunden befüllt.

Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: indirekte Proportionalität
Normalerweise würden die Pumpen jetzt noch 2 Stunden und 15 Minuten benötigen, um das Becken vollzumachen. Es arbeitet aber in diesem Zeitraum nur eine statt 3 Pumpen. Diese benötigt die dreifache Zeit.
Rechne daher die verbliebene Zeit mal 3.
$2,25 \cdot 3 = 6.75$
Das Ergebnis muss nur noch in Sekunden und Minuten ausgedrückt werden:
0,75 Stunden entsprechen 45 Minuten, weil 0,75 drei Viertel von eins und 45 drei Viertel von 60 ist.
Die Pumpen haben bereits eine Stunde gearbeitet. Diese muss dem Ergebnis von 6 Stunden und 45 Minuten noch hinzugefügt werden.
Antwort: Die Pumpen benötigen 7 Stunden und 45 Minuten, wenn zwei nach einer Stunde abgeschaltet werden.
4
Folgende Tabelle gibt den Zusammenhang zwischen Länge $l$ und Breite $b$ von Rechtecken wieder, die den gleichen Flächeninhalt besitzen.
Länge $l$
40
10
7,5
Breite $b$
25
200
250
Vervollständige die Tabelle und stelle den Zusammenhang graphisch dar.

Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Rechteck
Bestimme zunächst den Flächeninhalt des Rechtecks. Diesen kann man als Flächeninhalt des Rechtecks mit Länge $10$ und Breite $200$ bestimmen. Dieser Flächeninhalt beträgt also $2.000$ Einheiten.
Länge $l$
80
40
10
8
7,5
Breite $b$
25
50
200
250
266,67

Gib einen Term für die Abhängigkeit der Breite $b$ von der Länge $l$ an.

Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Rechteck
Die Abhängigkeit der Breite von der Länge lässt sich folgendermaßen darstellen: $b = 2000 : l$ .

Länge $l$		40	10		7,5
Breite $b$	25		200	250

Länge $l$	80	40	10	8	7,5
Breite $b$	25	50	200	250	266,67

Dieses Werk steht unter der freien Lizenz
CC BY-SA 4.0 → Was bedeutet das? serlo.org

$14 Leute$	$≙$	$3,5 Stunden$
	↓	Multipliziere die Anzahl der Leute mit 3,5 um auszurechnen, wie viele Leute die Aufräumarbeiten in einer Stunde schaffen.
$14 \cdot 3,5 Leute$	$≙$	$1 h$
$49 Leute$	$≙$	$1 h$
	↓	Dividere die Anzahl der Arbeiter durch 2, um auszurechnen, wie viele Arbeiter benötigt würden, um die Arbeit in zwei Stunden zu schaffen.
$49 : 2 Leute$	$≙$	$2 h$

Aufgaben zur indirekten Proportionalität

Lösung in Tabellenform:

Lösung mit der Proportionalitätskonstanten:

Lösung

Lösung