Arithmetik
Absoluter und relativer Fehler
Voraussetzung: (für den relativen Fehler)
- exakter (wahrer) Wert
- Näherungswert, z.B. ein gerundeter oder gemessener Wert
- absoluter Fehler, in derselben Einheit wie x
- relativer Fehler, ohne Einheit, oft in Prozent angegeben
Der absolute Fehler ist der Abstand zum wahren Wert, der relative Fehler setzt ihn ins Verhältnis zum wahren Wert.
Annuität
Voraussetzung:
- Annuität, die gleichbleibende jährliche Rate aus Zinsen und Tilgung
- Kreditbetrag (Darlehenssumme) zu Beginn
- Zinsfaktor
- Zinssatz in Prozent pro Jahr
- Laufzeit in Jahren, nach der der Kredit vollständig getilgt ist
Die Annuität ist die feste Jahresrate, mit der ein Kredit K₀ samt Zinsen in n Jahren genau zurückgezahlt wird.
Antiproportionaler Dreisatz
Voraussetzung: antiproportional zu
- bekanntes Wertepaar, z.B. Anzahl Arbeiter und Arbeitstage
- neue Anzahl, für die der Wert gesucht ist
- gesuchter Wert zu x₂
Beim antiproportionalen Dreisatz bleibt das Produkt gleich, deshalb gilt y₂ = x₁ · y₁ / x₂.
Assoziativgesetz
- beliebige Zahlen
Bei reiner Addition oder reiner Multiplikation darf man Klammern beliebig setzen oder weglassen.
Barwert
Voraussetzung:
- Barwert, der heutige Wert einer späteren Zahlung
- Betrag, der nach n Jahren gezahlt wird
- Zinssatz in Prozent pro Jahr
- Anzahl der Jahre bis zur Zahlung
Der Barwert ist der heutige Wert einer späteren Zahlung; man zinst sie mit dem Zinseszins zurück.
Bruch in Dezimalzahl umwandeln
Voraussetzung:
- Zähler des Bruchs
- Nenner des Bruchs
Ein Bruch wird zur Dezimalzahl, indem man den Zähler durch den Nenner teilt; manchmal entsteht eine Periode.
Brüche addieren und subtrahieren
Voraussetzung:
- Zähler der beiden Brüche
- Nenner der beiden Brüche, nicht null
Brüche werden addiert oder subtrahiert, indem man sie auf einen gemeinsamen Nenner bringt und die Zähler verrechnet.
Brüche dividieren
Voraussetzung:
- Zähler der beiden Brüche (c nicht null)
- Nenner der beiden Brüche, nicht null
Man dividiert durch einen Bruch, indem man mit seinem Kehrwert multipliziert.
Brüche kürzen und erweitern
Voraussetzung:
- Zähler
- Nenner, nicht null
- Zahl, mit der erweitert oder durch die gekürzt wird, nicht null
Multipliziert oder dividiert man Zähler und Nenner mit derselben Zahl, ändert sich der Wert des Bruchs nicht.
Brüche multiplizieren
Voraussetzung:
- Zähler der beiden Brüche
- Nenner der beiden Brüche, nicht null
Zwei Brüche werden multipliziert, indem man Zähler mal Zähler und Nenner mal Nenner rechnet.
Bruttopreis mit Mehrwertsteuer
Voraussetzung:
- Bruttopreis, der Preis inklusive Mehrwertsteuer
- Nettopreis, der Preis ohne Mehrwertsteuer
- Mehrwertsteuersatz in Prozent (in Deutschland regulär 19, ermäßigt 7)
Der Bruttopreis ist der Nettopreis plus Mehrwertsteuer, bei 19 % also das 1,19-Fache des Nettopreises.
Dreisatz
Voraussetzung: proportional zu
- bekanntes Wertepaar, z.B. Menge und Preis
- neue Menge, für die der Wert gesucht ist
- gesuchter Wert zu x₂
Beim proportionalen Dreisatz schließt man vom bekannten Wertepaar auf eine Einheit und dann auf die gesuchte Menge.
Durchschnittsgeschwindigkeit
Voraussetzung:
- Durchschnittsgeschwindigkeit, z.B. in km/h
- gesamte zurückgelegte Strecke
- gesamte benötigte Zeit, einschließlich Pausen
Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist die gesamte Strecke geteilt durch die gesamte Zeit.
Effektiver Jahreszins
Voraussetzung:
- effektiver Jahreszins in Prozent
- nominaler Jahreszins in Prozent
- Anzahl der Zinsgutschriften pro Jahr, z.B. 12 bei monatlicher Verzinsung
Werden Zinsen mehrmals im Jahr gutgeschrieben, wächst das Kapital stärker; der effektive Jahreszins rechnet das auf ein Jahr um.
Gemischte Zahl umwandeln
Voraussetzung:
- Ganzzahliger Anteil
- Zähler des Bruchanteils
- Nenner des Bruchanteils
Eine gemischte Zahl wird zum Bruch, indem man die ganze Zahl mal Nenner rechnet und den Zähler addiert.
Grundwert
Voraussetzung:
- Grundwert, das Ganze (entspricht 100 %)
- Prozentwert, der bekannte Anteil
- Prozentsatz als Zahl, z.B. p = 60 bei 60 %
Kennt man einen Anteil und seinen Prozentsatz, berechnet man das Ganze mit G = W · 100 / p.
Jahreszinsen
- Zinsen für ein Jahr
- Kapital, der angelegte oder geliehene Betrag
- Zinssatz in Prozent pro Jahr
Die Zinsen für ein Jahr sind der Anteil p % des Kapitals, also Z = K · p / 100.
Kommutativgesetz
- beliebige Zahlen
Beim Addieren und beim Multiplizieren darf man die Reihenfolge der Zahlen vertauschen.
Maßstab
Voraussetzung: Maßstab
- Länge in der Wirklichkeit
- Länge auf der Karte oder Zeichnung (gleiche Einheit wie w)
- Maßstabszahl aus dem Maßstab 1 : M
Bei einem Maßstab 1 : M ist jede Länge in der Wirklichkeit M-mal so groß wie auf der Karte.
Mischungsrechnung
Voraussetzung:
- Mengen der beiden Sorten (z.B. in g, ml oder kg)
- Gehalt (Konzentration in %) oder Preis pro Mengeneinheit der beiden Sorten
- Gehalt oder Preis pro Mengeneinheit der Mischung
Der Gehalt einer Mischung ist der nach den Mengen gewichtete Mittelwert der Gehalte der einzelnen Sorten.
Primfaktorzerlegung
Voraussetzung:
- die zu zerlegende natürliche Zahl
- verschiedene Primzahlen, der Größe nach geordnet
- Exponenten, wie oft jeder Primfaktor vorkommt (mindestens 1)
Jede natürliche Zahl ab 2 lässt sich auf genau eine Weise als Produkt von Primzahlen schreiben.
Promille
- Promillewert, der Anteil
- Grundwert, das Ganze (entspricht 1000 ‰)
- Promillesatz als Zahl, z.B. p = 35 bei 35 ‰
Promille bedeutet Tausendstel; der Promillewert ist der Grundwert mal p durch 1000.
Prozentsatz
Voraussetzung:
- Prozentsatz als Zahl, das Ergebnis in Prozent
- Prozentwert, der Anteil
- Grundwert, das Ganze (entspricht 100 %)
Wie viel Prozent ein Anteil vom Ganzen ist, berechnet man mit p = W / G · 100.
Prozentuale Veränderung
Voraussetzung:
- Veränderung in Prozent (positiv bei Zunahme, negativ bei Abnahme)
- Ausgangswert, auf den sich die Veränderung bezieht
- Wert nach der Veränderung
Die prozentuale Veränderung setzt den Unterschied zwischen neuem und altem Wert ins Verhältnis zum alten Wert.
Prozentwert
- Prozentwert, der Anteil
- Grundwert, das Ganze (entspricht 100 %)
- Prozentsatz als Zahl, z.B. p = 15 bei 15 %
Der Prozentwert ist der Anteil am Grundwert, der zu einem bestimmten Prozentsatz gehört.
Rabatt und Skonto
Voraussetzung:
- Preis vor dem Nachlass
- Rabatt- oder Skontosatz in Prozent, z.B. p = 15 bei 15 %
- Preis nach dem Nachlass
Ein Nachlass von p % senkt den Preis auf das (1 − p/100)-Fache; mehrere Nachlässe werden nacheinander berechnet.
Rentenbarwert
Voraussetzung: Zahlung jeweils am Ende des Jahres
- Rentenbarwert, das heute nötige Kapital
- Rate, der Betrag, der jedes Jahr ausgezahlt wird
- Zinsfaktor
- Zinssatz in Prozent pro Jahr
- Anzahl der Jahre und damit der Raten
Der Rentenbarwert ist das Kapital, das heute nötig ist, um n Jahre lang jeweils am Jahresende den Betrag r auszuzahlen.
Rentenendwert
Voraussetzung: Einzahlung jeweils am Ende des Jahres
- Rentenendwert, das angesparte Kapital nach n Jahren
- Rate, der Betrag, der jedes Jahr eingezahlt wird
- Zinsfaktor
- Zinssatz in Prozent pro Jahr
- Anzahl der Jahre und damit der Raten
Zahlt man n Jahre lang jeweils am Jahresende r ein, wächst das Guthaben mit Zinseszins auf r · (qⁿ − 1)/(q − 1).
Stetige Verzinsung
Voraussetzung:
- Kapital zum Zeitpunkt t
- Anfangskapital
- nominaler Zinssatz pro Jahr als Dezimalzahl, z.B. 0,05 für 5 %
- Zeit in Jahren, auch nicht ganzzahlig
- Anzahl der Zinsgutschriften pro Jahr
- Eulersche Zahl, etwa 2,718
Bei stetiger Verzinsung wächst ein Kapital wie K₀ · e^(rt), der Grenzfall unendlich häufiger Zinsgutschrift.
Tageszinsen
Voraussetzung:
- Zinsen für t Tage
- Kapital
- Zinssatz in Prozent pro Jahr
- Anzahl der Zinstage (ein Monat = 30 Tage, ein Jahr = 360 Tage)
Für einen Teil des Jahres erhält man den Anteil t/360 der Jahreszinsen, wobei t die Zahl der Zinstage ist.
Teilbarkeitsregeln
Voraussetzung:
- natürliche Zahl, die geprüft wird
- Quersumme von n, die Summe aller Ziffern
- „teilt", also „ist ohne Rest ein Teiler von"
Mit Teilbarkeitsregeln erkennt man an Endziffern oder an der Quersumme, ob eine Zahl ohne Rest teilbar ist.
Tilgungsplan beim Annuitätendarlehen
Voraussetzung:
- Nummer des Jahres
- Kreditbetrag (Darlehenssumme) zu Beginn
- Restschuld am Ende von Jahr k, S₀ ist der Kreditbetrag
- Zinsen im Jahr k
- Tilgung im Jahr k, der Teil der Rate, der die Schuld senkt
- Annuität, die gleichbleibende Jahresrate
- Zinssatz in Prozent pro Jahr
Im Tilgungsplan teilt man jede Rate in Zinsen auf die Restschuld und Tilgung auf und rechnet die neue Restschuld aus.
Vermehrter und verminderter Grundwert
Voraussetzung:
- vermehrter oder verminderter Grundwert, der Wert nach der Änderung
- ursprünglicher Grundwert
- Prozentsatz der Zunahme (+) oder Abnahme (−) als Zahl
Ein Wert, der um p % steigt oder sinkt, wird mit dem Änderungsfaktor 1 ± p/100 multipliziert.
Wissenschaftliche Schreibweise
Voraussetzung:
- die darzustellende Zahl (nicht null)
- Mantisse, eine Zahl mit genau einer von null verschiedenen Stelle vor dem Komma
- ganzzahliger Exponent der Zehnerpotenz
Sehr große und sehr kleine Zahlen schreibt man als Zahl zwischen 1 und 10 mal einer Zehnerpotenz.
Zusammenhang von ggT und kgV
Voraussetzung:
- natürliche Zahlen ab 1
- größter gemeinsamer Teiler von a und b
- kleinstes gemeinsames Vielfaches von a und b
Der größte gemeinsame Teiler mal das kleinste gemeinsame Vielfache zweier Zahlen ergibt das Produkt der beiden Zahlen.