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Aritmética · Proporcionalidad

Proporcionalidad inversa

Un equipo de 12 obreros termina de arreglar la cancha de fútbol de la plaza de su comunidad en 20 días. Si solo trabajan 8, ¿tardarán más o menos días? Y si en la piscina del polideportivo se abren más tubos para llenarla, ¿tarda más o menos en llenarse? En estos problemas, cuando una magnitud se multiplica por un número, la otra no se multiplica: se divide. Eso es la proporcionalidad inversa.

¿Qué es la proporcionalidad inversa?

Gráfica de puntos de proporcionalidad inversa: las horas disminuyen a medida que aumentan los tubos; los puntos no están alineados. 1234

Observe cómo se ve en una tabla. Si 2 obreros tardan 12 días, 4 obreros (el doble) tardan 6 días (la mitad), y 6 obreros (el triple) tardan 4 días (la tercera parte).

Obreros 2 4 6
Días 12 6 4
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Indica si cada pareja de magnitudes es directamente proporcional, inversamente proporcional o ni una cosa ni la otra: a) La velocidad de un ciclista y el tiempo que…

Indica si cada pareja de magnitudes es directamente proporcional, inversamente proporcional o ni una cosa ni la otra:

  1. a) La velocidad de un ciclista y el tiempo que tarda en llegar.
  2. b) Los kilos de fresas que compro y lo que pago.
  3. c) El número de personas que recogen un huerto y el tiempo que tardan.
  4. d) La edad de un árbol y su altura.
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Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, razonando tu respuesta: a) Si al crecer una magnitud la otra decrece, las dos magnitudes son inversamente…

Indica si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, razonando tu respuesta:

  1. a) Si al crecer una magnitud la otra decrece, las dos magnitudes son inversamente proporcionales.
  2. b) Si dos magnitudes son inversamente proporcionales, al duplicar una de ellas la otra se reduce a la mitad.
  3. c) La edad de una madre y la edad de su hija son magnitudes inversamente proporcionales.
  4. d) Si dos magnitudes inversamente proporcionales toman los valores $(3, 20)$, también pueden tomar los valores $(5, 12)$.
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El producto constante

En la tabla de los obreros: 2 · 12 = 24, 4 · 6 = 24, 6 · 4 = 24. Ese 24 es la constante de proporcionalidad inversa: son los "días de trabajo de un obrero".

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Comprueba si las magnitudes de estas tablas son inversamente proporcionales calculando el producto de cada pareja de valores: a) | $x$ | $2$ | $3$ | $4$ | $6$ |…

Comprueba si las magnitudes de estas tablas son inversamente proporcionales calculando el producto de cada pareja de valores:

a)

$x$ $2$ $3$ $4$ $6$
$y$ $18$ $12$ $9$ $6$

b)

$x$ $2$ $3$ $4$ $5$
$y$ $30$ $20$ $15$ $10$
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Completa la tabla sabiendo que las magnitudes son inversamente proporcionales: | Obreros | $2$ | $4$ | $6$ | $3$ | |---|---|---|---|---| | Días | $12$ | $6$ | | | a)…

Completa la tabla sabiendo que las magnitudes son inversamente proporcionales:

Obreros $2$ $4$ $6$ $3$
Días $12$ $6$
  1. a) ¿Cuántos días tardan $6$ obreros?
  2. b) ¿Cuántos días tardan $3$ obreros?
  3. c) ¿Cuántos días tardaría $1$ obrero?
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Un tubo que arroja $120$ litros por minuto llena una piscina en $15$ horas. a) ¿Cuánto tardará en llenarla otro tubo que arroja $200$ litros por minuto? b) ¿Cuál es el…

Un tubo que arroja $120$ litros por minuto llena una piscina en $15$ horas.

  1. a) ¿Cuánto tardará en llenarla otro tubo que arroja $200$ litros por minuto?
  2. b) ¿Cuál es el volumen de la piscina, en litros? Razone por qué no hace falta saberlo para responder al inciso a).
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Regla de tres inversa

Muchas veces conviene pasar primero por la unidad: ¿cuánto tardaría 1 solo? Si 5 tubos llenan un tanque en 8 horas, un solo tubo trabaja 5 veces menos, así que tarda 5 · 8 = 40 horas. Y con 10 tubos, tardaría la mitad que con 5: 8 : 2 = 4 horas.

Esquema: 3 tubos tardan 6 horas; con 1 tubo, el tiempo se multiplica por 3 y son 18 horas. 3 tubos 6 horas ÷3 1 tubo 18 horas las horasse multiplicanpor 3

También sirve para velocidad y tiempo. Si un bus a $60\ \text{km/h}$ tarda $45$ minutos, a $90\ \text{km/h}$ tarda $x = \frac{60 \cdot 45}{90} = 30$ minutos.

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Cinco tubos iguales llenan un tanque en $8$ horas. Vamos a calcularlo paso a paso: a) Si solo hubiera $1$ tubo, ¿cuántas horas tardaría? (Piense: un solo tubo trabaja…

Cinco tubos iguales llenan un tanque en $8$ horas. Vamos a calcularlo paso a paso:

  1. a) Si solo hubiera $1$ tubo, ¿cuántas horas tardaría? (Piense: un solo tubo trabaja $5$ veces menos.)
  2. b) ¿Y si hubiera $10$ tubos?
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Un grupo de $6$ obreros tarda $10$ días en arreglar la pista de un parque. a) ¿Cuántos días tardarían $4$ obreros trabajando al mismo ritmo? b) ¿Cuántos obreros hacen…

Un grupo de $6$ obreros tarda $10$ días en arreglar la pista de un parque.

  1. a) ¿Cuántos días tardarían $4$ obreros trabajando al mismo ritmo?
  2. b) ¿Cuántos obreros hacen falta para terminar la pista en $5$ días?
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Un bus que circula a $60\ \text{km/h}$ tarda $45$ minutos en hacer su recorrido completo. a) ¿Cuánto tardaría circulando a $90\ \text{km/h}$? b) ¿A qué velocidad debería…

Un bus que circula a $60\ \text{km/h}$ tarda $45$ minutos en hacer su recorrido completo.

  1. a) ¿Cuánto tardaría circulando a $90\ \text{km/h}$?
  2. b) ¿A qué velocidad debería circular para completar el recorrido en $30$ minutos?
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Problemas con dos etapas y con gráficas

En la gráfica de proporcionalidad inversa los puntos no quedan alineados (no están sobre una recta que pasa por el origen, como en la directa); son puntos aislados en el plano. Para cada punto, el producto de las dos coordenadas es el mismo: esa es la forma de comprobarlo en una gráfica.

Cuando algo cambia a mitad del trabajo, hay que trabajar por etapas: ver qué parte de la tarea ya se hizo y qué parte falta. Por ejemplo, 12 obreros terminan una obra en 20 días: la obra equivale a $12 \cdot 20 = 240$ "días de un obrero". Si 8 obreros la hacen entera, tardan $240 : 8 = 30$ días. Si trabajaron 5 días con 12, ya se hicieron $12 \cdot 5 = 60$ y faltan $240 - 60 = 180$, que 8 obreros hacen en $180 : 8 = 22{,}5$ días.

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La gráfica muestra los días que tardan varios equipos de pintores en pintar una misma casa según el número de pintores del equipo. a) ¿Cuántos días tarda un equipo de…

La gráfica muestra los días que tardan varios equipos de pintores en pintar una misma casa según el número de pintores del equipo.

0 1 2 3 4 5 6 7 2 4 6 8 10 12 N.º de pintores Días (1, 12) (2, 6) (3, 4) (4, 3) (6, 2)
  1. a) ¿Cuántos días tarda un equipo de $4$ pintores? ¿Y uno de $2$?
  2. b) ¿Cuántos pintores hacen falta para pintar la casa en $6$ días?
  3. c) Multiplica, para cada punto de la gráfica, el número de pintores por los días que tardan. ¿Qué observas? ¿Qué tipo de proporcionalidad hay entre las dos magnitudes?
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Practica★★☆Sin empezar
En una granja hay pienso para alimentar a $20$ caballos durante $30$ días. a) ¿Para cuántos caballos duraría el mismo pienso $25$ días? b) Si la granja compra $10$…

En una granja hay pienso para alimentar a $20$ caballos durante $30$ días.

  1. a) ¿Para cuántos caballos duraría el mismo pienso $25$ días?
  2. b) Si la granja compra $10$ caballos más, ¿cuántos días durará el pienso?
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Practica★★☆Sin empezar
En un campamento hay comida preparada para que $12$ acampados coman durante $15$ días. a) El primer día llegan $3$ acampados más. ¿Para cuántos días tendrá comida el…

En un campamento hay comida preparada para que $12$ acampados coman durante $15$ días.

  1. a) El primer día llegan $3$ acampados más. ¿Para cuántos días tendrá comida el grupo?
  2. b) Si en vez de llegar gente se marcharan $2$ acampados antes de empezar, ¿cuántos días duraría la comida?
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Un equipo de $12$ obreros puede terminar una obra en $20$ días trabajando todos al mismo ritmo. a) ¿Cuántos días tardarían $8$ obreros? b) La obra empieza con los $12$…

Un equipo de $12$ obreros puede terminar una obra en $20$ días trabajando todos al mismo ritmo.

  1. a) ¿Cuántos días tardarían $8$ obreros?
  2. b) La obra empieza con los $12$ obreros, pero tras $5$ días de trabajo $4$ obreros se marchan a otra obra. ¿Cuántos días más necesitarán los $8$ restantes para terminarla?
  3. c) ¿Cuántos días ha durado la obra en total?
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Un carro que viaja a $90\ \text{km/h}$ tarda $4$ horas en ir de una ciudad a otra. Para saber cuánto tardaría yendo a $120\ \text{km/h}$, un estudiante planteó una regla…

Un carro que viaja a $90\ \text{km/h}$ tarda $4$ horas en ir de una ciudad a otra. Para saber cuánto tardaría yendo a $120\ \text{km/h}$, un estudiante planteó una regla de tres directa y obtuvo $5,\widehat{3}$ horas.

  1. a) Explique qué error cometió.
  2. b) Calcule el tiempo correcto a $120\ \text{km/h}$.
  3. c) ¿A qué velocidad debería ir para tardar solo $3$ horas?
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Practica★★★Sin empezar
Un tanque se llena en $6$ horas si se abren a la vez $3$ tubos iguales. a) ¿Cuánto tardaría en llenarse con un solo tubo? b) Se abren los $3$ tubos, pero a las $2$ horas…

Un tanque se llena en $6$ horas si se abren a la vez $3$ tubos iguales.

  1. a) ¿Cuánto tardaría en llenarse con un solo tubo?
  2. b) Se abren los $3$ tubos, pero a las $2$ horas uno de ellos se daña y deja de funcionar. ¿Cuántas horas más tardarán los $2$ tubos restantes en terminar de llenar el tanque?
  3. c) ¿Cuántas horas tardó en total el tanque en llenarse?
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Engranajes

Dos ruedas dentadas engranadas avanzan la misma cantidad de dientes. Por eso, la que tiene más dientes da menos vueltas: dientes y vueltas son inversamente proporcionales, y el producto dientes × vueltas se mantiene constante.

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Dos ruedas dentadas están engranadas: cuando una gira, obliga a girar a la otra. La rueda grande tiene $36$ dientes y da $12$ vueltas completas. a) Si la rueda pequeña…

Dos ruedas dentadas están engranadas: cuando una gira, obliga a girar a la otra. La rueda grande tiene $36$ dientes y da $12$ vueltas completas.

  1. a) Si la rueda pequeña tiene $16$ dientes, ¿cuántas vueltas da en el mismo tiempo?
  2. b) ¿Por qué son el número de dientes y el número de vueltas magnitudes inversamente proporcionales? ¿Qué producto permanece constante?
  3. c) Si quisiéramos que la rueda pequeña diera $72$ vueltas, ¿cuántos dientes debería tener?
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Ampliación: repartos inversamente proporcionales

A veces hay que repartir una cantidad de modo que quien tiene más de algo reciba menos. El truco: se reparte de forma directa a los inversos de esos números.

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Una abuela quiere repartir $\text{₡}\ 90\,000$ entre sus tres nietos, de $2$, $3$ y $6$ años, de forma inversamente proporcional a sus edades (para que el menor reciba…

Una abuela quiere repartir $\text{₡}\ 90\,000$ entre sus tres nietos, de $2$, $3$ y $6$ años, de forma inversamente proporcional a sus edades (para que el menor reciba más).

  1. a) Repartir de forma inversamente proporcional a las edades es repartir de forma directamente proporcional a $\frac{1}{2}$, $\frac{1}{3}$ y $\frac{1}{6}$. Calcule la suma de esas tres fracciones.
  2. b) ¿Qué fracción del total corresponde a cada nieto?
  3. c) Calcule cuántos colones recibe cada uno y compruebe que suman $\text{₡}\ 90\,000$.
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Vuelva al principio: los 12 obreros hacen la obra en 20 días ($12 \cdot 20 = 240$ días de trabajo en total); si trabajan solo 8, tardan $240 : 8 = 30$ días: más obreros, menos días; menos obreros, más días.

Resumen

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