1a) Bezeichnet man den Preis einer Kugel Erdbeereis mit x und den Preis einer Kugel Vanilleeis mit y, dann erhält man zwei Gleichungen:
Früchteeisbecher = 3*Erdbeer + Vanille + Frucht ⇒ 4,5 = 3*x + y + 1,8
Süßer Traum = 2*Erdbeer + 2*Vanille + Sahne ⇒ 3,7 = 2*x+2*y + 1,1
Man hat also ein System aus zwei Gleichungen für zwei Unbekannte.
(1) 4,5 = 3*x + y + 1,8
(2) 3,7 = 2*x+2*y + 1,1
Subtrahiert man erstmal die konstanten Terme 1,8 und 1,1 von der rechten Seite, erhält man:
2,7 = 3x + y
2,6 = 2x+2x
Nimmt man die erste Gleichung mit zwei mal, erhält man:
5,4 = 6x + 2y
Davon kann man jetzt die zweite Gleichung abziehen, sodass nur noch eine Gleichung für x übrig bleibt:
5,4-2,6 = 6x-2x + 2y-2y
2,8 = 4x |:4
x = 0,7
Setzt man das zum Beispiel in die erste Gleichung ein, bekommt man:
2,7 = 3*0,7 + y
2,7 = 2,1 + y
y = 0,6
Eine Kugel Erdbeereis kostet also 70ct, eine Kugel Vanilleeis 60ct.
b) Gesamtpreis = Früchteeisbecher + 3*Vanilleis + 2*Erdbeereis + Früchte + Sahne
G = 4,5 + 3*0,6 + 2*0,7 + 1,8 + 1,1
G = 4,5 + 1,8 + 1,4 + 1,8 + 1,1
G = 10,6
Sie bezahlen also insgesamt 10,70€.
2.) Das a,b ∈ Z;a,b ≠0 bedeutet: a und b sind ganze Zahlen und nicht 0. Dass sie nicht 0 sind, ist wichtig, damit die zweite Gleichung überhaupt definiert ist, durch 0 darf nämlich nicht geteilt werden.
a) Nein, die beiden Gleichungen sind nicht äquivalent.
Um den Kehrtwert von 1/a+1/b ausrechnen zu können, müssen sie erst auf einen Bruch geschrieben werden:
1/a + 1/b = b/ab + a/ab = (b+a)/ab
Der Kehrwert ist also
ab/(a+b)
Das ist im allgemeinen aber verschieden von a+b, wenn man zum Beispiel a=b=1 einsetzt:
1/(1+1) = 1/2
1+1 = 2
Und 2 ist verschieden von 1/2, also kann man die Gleichung so nicht umformen.
b) Ich habe ja eben schon gezeigt, wie man den Kehrtwert von 1/a+1/b ausrechnet, das nutze ich jetzt gleich aus: Bildet man nämlich von der zweiten Gleichung den Kehrwert, dann erhält man:
ab/(a+b) = 63/16 |*(a+b)
ab = 63/16(a+b) (*)
Stellt man die erste Gleichung nach a um, dann bekommt man:
a = 25-2b
Eingesetzt in (*):
(25-2b)*b = 63/16*(25-2b+b)
25b - 2b2 = 1575/16 - 63/16*b
b2 - 463/32 b + 1575/32 = 0
Mit der pq-Formel erhält man die Lösung:
b = 463/64 ± √((463/64)2-1575/32)
b = 463/64 ± 113/64
b1 = 9
b2 = 5,46875
Da b eine ganze Zahl sein soll, ist die Lösung also 9. a kann man jetzt noch aus der ersten Gleichung bestimmen:
a = 25-2*9
a = 7
Probe für die zweite Gleichung:
1/7 + 1/9 = 9/63+7/63 = 16/63
also ist die Gleichung erfüllt.