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Octavo 8° · Matemáticas
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Función de proporcionalidad inversa

Te conviene dominar: Proporcionalidad inversa (sétimo año (III Ciclo de la Educación General Básica))
Te conviene dominar: Tablas y gráficas (sétimo año (III Ciclo de la Educación General Básica))

Si usted viaja de San José a Limón, unos 120 km, a 60 km/h tarda 2 horas; a 80 km/h, solo 1,5. Cuanta más velocidad, menos tiempo, y siempre se cumple que velocidad $\cdot$ tiempo $= 120$. Esa relación ya la conoce de sétimo año. Ahora la vamos a estudiar como una función: con su tabla, su fórmula y su gráfica.

La función $y = \frac{k}{x}$

Un grupo de amigos alquila una cancha de pádel y se reparte el costo total $k$. Cuantos más son, menos paga cada uno. Mueva $k$ y observe cómo cambia la curva:

  • Cuanto mayor es $k$, más "alta" queda la curva: con el mismo reparto, a cada uno le toca más.

  • Si conoce un punto $(x; y)$ de la función, ya conoce $k$: $k = x \cdot y$.

  • Una tabla es de proporcionalidad inversa si el producto $x \cdot y$ da siempre lo mismo.

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Indica cuál de las siguientes expresiones algebraicas corresponde a una función de proporcionalidad inversa y explica por qué: a) $y = 4x$ b) $y = \frac{4}{x}$ c)…

Indica cuál de las siguientes expresiones algebraicas corresponde a una función de proporcionalidad inversa y explica por qué:

  1. a) $y = 4x$
  2. b) $y = \frac{4}{x}$
  3. c) $y = x + 4$
  4. d) $y = \frac{x}{4}$
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Un grupo de amigos quiere alquilar una pista de pádel que cuesta $20$ colones en total. El precio que debe pagar cada uno depende del número de personas que vayan a…

Un grupo de amigos quiere alquilar una pista de pádel que cuesta $20$ colones en total. El precio que debe pagar cada uno depende del número de personas que vayan a jugar. Observa la siguiente tabla que relaciona el número de amigos ($x$) y el dinero que paga cada uno ($y$):

Número de amigos ($x$) $1$ $2$ $4$ $5$
Precio por persona ($y$) $20$ $10$ $5$ $4$

Calcula el producto de las dos magnitudes ($x \cdot y$) para cada columna y comprueba que siempre es el mismo. ¿Cómo se llama ese valor constante en las funciones de proporcionalidad inversa?

4 · 5 = 20 2 · 10 = 20 1 2 3 4 5 6 5 10 15 20 0 Número de amigos (x) Precio (₡) (y)
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Indique cuál de las siguientes situaciones se puede modelar mediante una función de proporcionalidad inversa y escriba su ecuación en ese caso: 1. El número de entradas…

Indique cuál de las siguientes situaciones se puede modelar mediante una función de proporcionalidad inversa y escriba su ecuación en ese caso:

  1. El número de entradas para un concierto que podemos comprar con $50\,000$ $\text{₡}\ $ según el precio de cada entrada.

  2. La distancia recorrida por un carro que circula a $90$ km/h constantes según el tiempo transcurrido.

  3. El número de obreros necesarios para construir un muro según los días que tardan en terminarlo (trabajando al mismo ritmo).

  4. El precio de una bolsa de naranjas que cuesta $750$ $\text{₡}\ $ el kilo.

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Tablas y fórmula

Para completar una tabla de proporcionalidad inversa, primero se halla $k$ con un par conocido y después se divide.

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Completa la siguiente tabla de valores sabiendo que la función de proporcionalidad inversa tiene como constante $k = 12$. La fórmula de la función es $y = \frac{12}{x}$.…

Completa la siguiente tabla de valores sabiendo que la función de proporcionalidad inversa tiene como constante $k = 12$. La fórmula de la función es $y = \frac{12}{x}$.

$x$ $1$ $2$ $3$ $4$ $6$
$y$ $12$ $3$
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Halla la constante de proporcionalidad inversa $k$ de una función sabiendo que su gráfica pasa por el punto $P(3, 10)$. Una vez que tengas $k$, escribe la ecuación de la…

Halla la constante de proporcionalidad inversa $k$ de una función sabiendo que su gráfica pasa por el punto $P(3, 10)$. Una vez que tengas $k$, escribe la ecuación de la función.

(Pista: recuerda que en este tipo de funciones $k = x \cdot y$).

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Un grupo de amigos quiere alquilar una cancha de pádel durante el fin de semana. El precio total de la reserva es fijo, por lo que el costo por persona depende de…

Un grupo de amigos quiere alquilar una cancha de pádel durante el fin de semana. El precio total de la reserva es fijo, por lo que el costo por persona depende de cuántos se anoten finalmente. Observe la siguiente tabla:

Número de amigos ($x$) 2 3 4 6 8
Costo por persona ($y$) en $\text{₡}\ $ $6\,000$ $4\,000$ $3\,000$ $2\,000$ $1\,500$
  1. a) Compruebe razonadamente si se trata de una función de proporcionalidad inversa.
  2. b) Halle la constante de proporcionalidad inversa $k$ y explique qué representa en este contexto.
  3. c) Escriba la ecuación de la función que relaciona ambas magnitudes.
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La gráfica: la hipérbola

La gráfica de $y = \frac{k}{x}$ (con $k > 0$ y $x > 0$, el caso más común en los problemas) se acerca cada vez más a los ejes sin tocarlos. Aquí, $k = 240$ (miles de colones): el costo total se reparte entre los amigos.

Gráfica de una hipérbola decreciente en el primer cuadrante que representa el costo por persona según la cantidad de amigos, con los puntos (4; 60) y (12; 20) sobre la curva. 4 amigos: ₡60.000 12 amigos: ₡20.000 x (amigos) y (colones por persona)
  • La función es decreciente: a más $x$, menos $y$.

  • Si $x$ solo puede ser un número natural (personas, lobos, repartidores), la gráfica son puntos sueltos sobre la curva: el dominio es discreto. Si $x$ puede ser cualquier valor positivo (velocidad, base de un rectángulo), la gráfica es una curva continua.

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Observa la siguiente gráfica. Sin realizar cálculos, identifica si representa una función lineal (proporcionalidad directa) o una función de proporcionalidad inversa…

Observa la siguiente gráfica. Sin realizar cálculos, identifica si representa una función lineal (proporcionalidad directa) o una función de proporcionalidad inversa (hipérbola). Justifica tu respuesta basándote en la forma de la línea.

x y 0
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Una empresa de mensajería tiene que repartir $60$ paquetes. Si contrata a más repartidores, cada uno tendrá que llevar menos paquetes. La relación viene dada por la…

Una empresa de mensajería tiene que repartir $60$ paquetes. Si contrata a más repartidores, cada uno tendrá que llevar menos paquetes. La relación viene dada por la función $y = \frac{60}{x}$, donde $x$ es el número de repartidores e $y$ es el número de paquetes por repartidor.

Si la empresa decide contratar a $6$ repartidores, ¿cuántos paquetes llevará cada uno?

Repartidores (x) Paquetes por repartidor (y) 2 4 8 10 12 20 30 40 50 60 y = 60/x 6 ?
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Queremos diseñar una huerta rectangular en el patio del colegio que tenga siempre un área fija de $24$ $m^2$. a) Escriba la función que expresa la longitud de la altura…

Queremos diseñar una huerta rectangular en el patio del colegio que tenga siempre un área fija de $24$ $m^2$.

  1. a) Escriba la función que expresa la longitud de la altura ($y$) en función de la longitud de la base ($x$).
  2. b) Indique si la función es creciente o decreciente y justifique su respuesta basándose en el contexto del problema.
  3. c) Represente gráficamente la función para valores de la base entre $1$ y $12$ metros.
24 m² 24 m² 2 4 6 8 10 12 4 8 12 16 20 24 0 Base x (m) Altura y (m) (2, 12) (4, 6) (8, 3) y = 24 / x
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Un grupo de estudiantes de 2º de ESO ha ganado un premio compartido de $600$ $\text{₡}\ $ en un concurso de robótica. El premio se reparte a partes iguales entre todos…

Un grupo de estudiantes de 2º de ESO ha ganado un premio compartido de $600$ $\text{₡}\ $ en un concurso de robótica. El premio se reparte a partes iguales entre todos los miembros del equipo.

  1. a) Construye una tabla que relacione el número de estudiantes que forman el equipo ($x$) y la cantidad de dinero que recibe cada uno ($y$).
  1. b) Representa la función gráficamente. ¿Es una función continua o discontinua? Justifica tu respuesta.
  1. c) Si cada estudiante quiere recibir al menos $75$ $\text{₡}\ $, ¿cuál es el número máximo de alumnos que pueden formar el equipo?

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Asíntotas y las dos ramas

Si $x$ puede tomar también valores negativos, $y = \frac{k}{x}$ tiene dos ramas. La curva se acerca a los dos ejes sin llegar a tocarlos: esos ejes son las asíntotas.

Gráfica completa de una hipérbola con sus dos ramas simétricas aproximándose a las asíntotas sobre los ejes coordenados. rama del cuadrante I rama del cuadrante III asíntota horizontal asíntota vertical
  • $k > 0$: las ramas están en los cuadrantes I y III.

  • $k < 0$: las ramas están en los cuadrantes II y IV.

  • Nunca corta los ejes: $y = \frac{8}{x}$ no vale nunca 0, y no existe en $x = 0$.

  • El dominio (puro, sin contexto) es $\mathbb{R} - \{0\}$ y la imagen también.

Compare los dos signos:

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Dada la función de proporcionalidad inversa $y = \frac{18}{x}$: a) Indica cuál es su dominio (teniendo en cuenta que es una función matemática pura, no aplicada a un…

Dada la función de proporcionalidad inversa $y = \frac{18}{x}$:

  1. a) Indica cuál es su dominio (teniendo en cuenta que es una función matemática pura, no aplicada a un contexto real).
  2. b) Calcula las imágenes para $x = -3$, $x = 1$, $x = 2$ y $x = 9$.
  3. c) Determina los puntos de la gráfica donde la ordenada es igual a la abscisa ($y = x$).
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Dos magnitudes $A$ y $B$ son inversamente proporcionales. Se sabe que cuando $A$ aumenta en $5$ unidades, el valor de $B$ se reduce a la mitad del valor original (que…

Dos magnitudes $A$ y $B$ son inversamente proporcionales. Se sabe que cuando $A$ aumenta en $5$ unidades, el valor de $B$ se reduce a la mitad del valor original (que era $B = 20$).

  1. a) Calcula el valor inicial de la magnitud $A$.
  2. b) Determina la constante de proporcionalidad inversa $k$.
  3. c) Escribe la expresión analítica de la función que relaciona ambas magnitudes.
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Practica★★★Sin empezar
Dada la siguiente tabla de valores de una función de proporcionalidad inversa, descubre los valores ocultos marcados con letras y responde a las cuestiones: | $x$ | $1$…

Dada la siguiente tabla de valores de una función de proporcionalidad inversa, descubre los valores ocultos marcados con letras y responde a las cuestiones:

$x$ $1$ $2$ $b$ $8$ $20$
$y$ $a$ $20$ $10$ $c$ $d$
  1. a) Calcula los valores de $a$, $b$, $c$ y $d$.
  2. b) Indica si la función es creciente o decreciente en el primer cuadrante.
  3. c) ¿Para qué valor de $x$ se obtiene una imagen de $y = 0,01$?
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Hallar k y resolver problemas

Con un solo dato ya puede escribir toda la función y responder cualquier pregunta.

Para saber si un punto pertenece a la función, reemplace $x$ y fíjese si da el $y$ del punto, o multiplique $x \cdot y$ y compare con $k$.

Cortar la hipérbola con una recta

Para hallar los puntos donde la gráfica se cruza con otra, se buscan los valores de $x$ que dan el mismo $y$ en las dos fórmulas: se igualan las expresiones.

Para preguntas del tipo "¿cuál es el mínimo/máximo?", plantee una desigualdad con la fórmula y piense en el contexto.

Practica★☆☆Sin empezar
Queremos construir rectángulos que tengan todos la misma área: $24$ $cm^2$. La relación entre la base ($x$) y la altura ($y$) de estos rectángulos sigue una función de…

Queremos construir rectángulos que tengan todos la misma área: $24$ $cm^2$. La relación entre la base ($x$) y la altura ($y$) de estos rectángulos sigue una función de proporcionalidad inversa. En la figura puedes ver la gráfica de esta relación y, como ejemplo, un rectángulo de base $6$ $cm$ y altura $4$ $cm$.

  1. a) Escribe la ecuación que relaciona la altura en función de la base.
  2. b) Si la base mide $8$ $cm$, ¿cuál será su altura?
Gráfica de la altura en función de la base de rectángulos de área 24 cm², con un rectángulo de ejemplo de base 6 y altura 4, y la base 8 señalada sobre el eje horizontalBase x (cm)Altura y (cm)24610121416246810Área = 24 cm²x = 8y = ?
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Comprueba si el punto $A(2, 9)$ pertenece a la función de proporcionalidad inversa $y = \frac{18}{x}$. Explica qué operación has hecho para saberlo.

Comprueba si el punto $A(2, 9)$ pertenece a la función de proporcionalidad inversa $y = \frac{18}{x}$. Explica qué operación has hecho para saberlo.

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Dada la siguiente gráfica, que representa una función de proporcionalidad inversa $y = \dfrac{k}{x}$: a) A partir del punto destacado $P(2, 12)$, calcula la constante…

Dada la siguiente gráfica, que representa una función de proporcionalidad inversa $y = \dfrac{k}{x}$:

Gráfica de una función de proporcionalidad inversa que pasa por el punto P(2, 12), con los ejes marcados de 2 en 2 2 4 6 8 10 12 14 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 x y P(2, 12)
  1. a) A partir del punto destacado $P(2, 12)$, calcula la constante $k$ de la función.
  1. b) Escribe la expresión algebraica de la función.
  1. c) ¿Cuál sería el valor de $y$ cuando $x = 6$? ¿Y el valor de $x$ cuando $y = 3$?
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Una patineta eléctrica debe recorrer una distancia fija de $12$ km para llegar desde el colegio hasta el polideportivo municipal. El tiempo que tarda ($y$, en horas)…

Una patineta eléctrica debe recorrer una distancia fija de $12$ km para llegar desde el colegio hasta el polideportivo municipal. El tiempo que tarda ($y$, en horas) depende de la velocidad constante a la que circule ($x$, en km/h).

  1. a) Complete la tabla de valores que relaciona la velocidad y el tiempo:
Velocidad $x$ (km/h) 6 10 12 20 24
Tiempo $y$ (h)
  1. b) Escriba la ecuación de la función.
  2. c) Si la municipalidad limita la velocidad de las patinetas eléctricas a un máximo de $25$ km/h, ¿cuál es el tiempo mínimo (en minutos) que se tardará en realizar el recorrido?
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Un camión cisterna de $15.000$ litros de capacidad se vacía mediante varias bombas de extracción idénticas. Si se utilizan $2$ bombas, la cisterna se vacía en $6$ horas.…

Un camión cisterna de $15.000$ litros de capacidad se vacía mediante varias bombas de extracción idénticas. Si se utilizan $2$ bombas, la cisterna se vacía en $6$ horas.

  1. a) ¿Cuánto tiempo se tardaría si se utilizaran $4$ bombas?
  2. b) ¿Y si quisiéramos vaciarla en solo $2$ horas, cuántas bombas necesitaríamos?
  3. c) Identifica las variables independiente y dependiente y escribe la fórmula de la función que las relaciona.
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Un servidor de videojuegos tiene una capacidad de transferencia de datos fija para descargar una actualización de $1,2$ GB ($1228,8$ MB). La velocidad de descarga $v$…

Un servidor de videojuegos tiene una capacidad de transferencia de datos fija para descargar una actualización de $1,2$ GB ($1228,8$ MB). La velocidad de descarga $v$ (en MB/s) y el tiempo necesario $t$ (en segundos) son magnitudes inversamente proporcionales.

  1. a) Escribe la función que relaciona el tiempo $t$ en función de la velocidad $v$.
  2. b) Si un usuario tiene una conexión limitada a $4$ MB/s, ¿cuántos minutos tardará en descargar la actualización?
  3. c) Si queremos que la descarga no dure más de $2$ minutos, ¿cuál debe ser la velocidad mínima de nuestra conexión?
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En una reserva de animales, se ha comprado una partida de pienso que dura exactamente $24$ días para alimentar a los $80$ lobos del recinto. Debido a un rescate, el…

En una reserva de animales, se ha comprado una partida de pienso que dura exactamente $24$ días para alimentar a los $80$ lobos del recinto. Debido a un rescate, el número de lobos va a cambiar.

  1. a) Determina la constante de proporcionalidad inversa $k$ y explica qué representa en este contexto.
  2. b) Expresa la función que relaciona el número de días $d$ que durará el pienso según el número de lobos $n$.
  3. c) Si tras el rescate el pienso solo dura $15$ días, ¿cuántos lobos nuevos han llegado a la reserva?
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Observa la siguiente gráfica que representa una función de proporcionalidad inversa del tipo $y = \frac{k}{x}$. A partir de la información visual: a) Halla el valor de…

Observa la siguiente gráfica que representa una función de proporcionalidad inversa del tipo $y = \frac{k}{x}$. A partir de la información visual:

  1. a) Halla el valor de la constante $k$ sabiendo que la curva pasa exactamente por el punto destacado en naranja.
  2. b) Calcula el valor de la ordenada $y$ cuando la abscisa es $x = -2,5$.
  3. c) ¿Pertenece el punto $P(12, -0,5)$ a la función? Justifica tu respuesta.
−5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 x y y = k/x P(2, −2) −2,5 ?
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Un grupo de amigos quiere alquilar una casa rural para el puente de diciembre que cuesta $360\,000$ colones en total. El precio por persona depende del número de amigos…

Un grupo de amigos quiere alquilar una casa rural para el puente de diciembre que cuesta $360\,000$ colones en total. El precio por persona depende del número de amigos que finalmente asistan al viaje.

  1. a) Escribe la ecuación de la función.
  2. b) Si inicialmente eran $6$ amigos pero finalmente se apuntan $3$ personas más, ¿cuánto dinero se ahorra cada uno de los $6$ amigos iniciales?
  3. c) Si el presupuesto máximo de cada amigo es de $25\,000$ colones, ¿cuál es el número mínimo de personas necesarias para que puedan alquilar la casa?
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Considera un rectángulo cuya área es constante e igual a $48$ cm². La base del rectángulo es $x$ y la altura es $y$. a) Expresa la altura en función de la base. ¿Qué…

Considera un rectángulo cuya área es constante e igual a $48$ cm². La base del rectángulo es $x$ y la altura es $y$.

  1. a) Expresa la altura en función de la base. ¿Qué tipo de función es?
  1. b) Si aumentamos la base en $4$ cm, la nueva altura es de $4$ cm. ¿Cuál era la longitud de la base original?
  1. c) Representa gráficamente la situación para valores de la base entre $2$ y $16$ cm.
Rectángulo de base x, altura y y área constante de 48 centímetros cuadradosRectángulo de área constanteÁrea = 48 cm²Base (x)Altura(y)

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

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Practica★★★Sin empezar
Un engranaje está formado por dos ruedas dentadas, $R_1$ y $R_2$. El número de dientes y la velocidad de giro (en r.p.m.) son magnitudes inversamente proporcionales. La…

Un engranaje está formado por dos ruedas dentadas, $R_1$ y $R_2$. El número de dientes y la velocidad de giro (en r.p.m.) son magnitudes inversamente proporcionales. La rueda $R_1$ tiene $40$ dientes y gira a $120$ r.p.m.

  1. a) Si la rueda $R_2$ gira a $300$ r.p.m., ¿cuántos dientes tiene?
  2. b) Si queremos que la segunda rueda gire lo más lento posible, pero debe tener como máximo $80$ dientes, ¿cuál será su velocidad de giro mínima?
  3. c) Halla la función que nos da la velocidad de giro $y$ en función del número de dientes $x$.
R₁: 40 dientes v₁ = 120 rpm R₂: x dientes v₂ = y rpm d₁·v₁ = d₂·v₂
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Vuelva al principio: en el viaje de 120 km, $v \cdot t = 120$ siempre, así que $t = \frac{120}{v}$ y su gráfica es una hipérbola.

Resumen

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