Proporcionalidad inversa
Un equipo de 12 obreros termina de arreglar el estadio de béisbol del barrio en 20 días. Si solo trabajan 8, ¿tardarán más o menos días? Y si en el colegio abren más llaves para llenar la piscina, ¿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?
Fíjate 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 |
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:
- a) La velocidad de un ciclista y el tiempo que tarda en llegar.
- b) Los kilos de fresas que compro y lo que pago.
- c) El número de personas que recogen un huerto y el tiempo que tardan.
- d) La edad de un árbol y su altura.
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:
- a) Si al crecer una magnitud la otra decrece, las dos magnitudes son inversamente proporcionales.
- b) Si dos magnitudes son inversamente proporcionales, al duplicar una de ellas la otra se reduce a la mitad.
- c) La edad de una madre y la edad de su hija son magnitudes inversamente proporcionales.
- d) Si dos magnitudes inversamente proporcionales toman los valores $(3, 20)$, también pueden tomar los valores $(5, 12)$.
El producto constante
En la tabla de los obreros: $2 \cdot 12 = 24$, $4 \cdot 6 = 24$, $6 \cdot 4 = 24$. Ese 24 es la constante de proporcionalidad inversa: son los "días de trabajo de un obrero".
La constante siempre significa algo. Si una llave que echa 120 litros por minuto llena una piscina en 15 horas, el producto litros por minuto × tiempo es el volumen de la piscina. Como ese volumen no cambia, sirve para comparar con otra llave sin necesidad de calcularlo.
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)
| $x$ | $2$ | $3$ | $4$ | $5$ |
|---|---|---|---|---|
| $y$ | $30$ | $20$ | $15$ | $10$ |
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 | $12$ | $6$ |
- a) ¿Cuántos días tardan $6$ obreros?
- b) ¿Cuántos días tardan $3$ obreros?
- c) ¿Cuántos días tardaría $1$ obrero?
Una llave que arroja $120$ litros por minuto llena una piscina en $15$ horas. a) ¿Cuánto tardará en llenarla otra llave que arroja $200$ litros por minuto? b) ¿Cuál es…
Una llave que arroja $120$ litros por minuto llena una piscina en $15$ horas.
- a) ¿Cuánto tardará en llenarla otra llave que arroja $200$ litros por minuto?
- b) ¿Cuál es el volumen de la piscina, en litros? Razona por qué no hace falta saberlo para responder al inciso a).
Regla de tres inversa
Muchas veces conviene pasar primero por la unidad: ¿cuánto tardaría 1 solo? Si 5 llaves llenan un tanque en 8 horas, una sola llave trabaja 5 veces menos, así que tarda $5 \cdot 8 = 40$ horas. Y con 10 llaves, tardaría la mitad que con 5: $8 : 2 = 4$ horas.
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.
Cinco llaves iguales llenan un tanque en $8$ horas. Vamos a calcularlo paso a paso: a) Si solo hubiera $1$ llave, ¿cuántas horas tardaría? (Piensa: una sola llave…
Cinco llaves iguales llenan un tanque en $8$ horas. Vamos a calcularlo paso a paso:
- a) Si solo hubiera $1$ llave, ¿cuántas horas tardaría? (Piensa: una sola llave trabaja $5$ veces menos.)
- b) ¿Y si hubiera $10$ llaves?
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.
- a) ¿Cuántos días tardarían $4$ obreros trabajando al mismo ritmo?
- b) ¿Cuántos obreros hacen falta para terminar la pista en $5$ días?
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.
- a) ¿Cuánto tardaría circulando a $90\ \text{km/h}$?
- b) ¿A qué velocidad debería circular para completar el recorrido en $30$ minutos?
Problemas con dos etapas y con gráficas
La proporcionalidad inversa se escribe como ecuación $y = \dfrac{a}{x}$ (o $xy = a$), donde $a$ es la constante. En su gráfica los puntos forman una curva (no una recta que pasa por el origen, como en la directa). Para cada punto, el producto de las dos coordenadas es el mismo, $a$: esa es la forma de comprobarlo en una gráfica.
Si $a>0$, la curva baja y está en los cuadrantes I y III. Si $a<0$, la curva está en los cuadrantes II y IV. En los problemas de este apartado trabajamos con $a>0$ y valores positivos.
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.
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.
- a) ¿Cuántos días tarda un equipo de $4$ pintores? ¿Y uno de $2$?
- b) ¿Cuántos pintores hacen falta para pintar la casa en $6$ días?
- 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?
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.
- a) ¿Para cuántos caballos duraría el mismo pienso $25$ días?
- b) Si la granja compra $10$ caballos más, ¿cuántos días durará el pienso?
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.
- a) El primer día llegan $3$ acampados más. ¿Para cuántos días tendrá comida el grupo?
- b) Si en vez de llegar gente se marcharan $2$ acampados antes de empezar, ¿cuántos días duraría la comida?
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.
- a) ¿Cuántos días tardarían $8$ obreros?
- 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?
- c) ¿Cuántos días ha durado la obra en total?
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 alumno ha planteado una…
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 alumno ha planteado una regla de tres directa y ha obtenido $5,\widehat{3}$ horas.
- a) Explica qué error ha cometido.
- b) Calcula el tiempo correcto a $120\ \text{km/h}$.
- c) ¿A qué velocidad debería ir para tardar solo $3$ horas?
Un depósito se llena en $6$ horas si se abren a la vez $3$ llaves iguales. a) ¿Cuánto tardaría en llenarse con una sola llave? b) Se abren las $3$ llaves, pero a las $2$…
Un depósito se llena en $6$ horas si se abren a la vez $3$ llaves iguales.
- a) ¿Cuánto tardaría en llenarse con una sola llave?
- b) Se abren las $3$ llaves, pero a las $2$ horas una de ellas se daña y deja de funcionar. ¿Cuántas horas más tardarán las $2$ llaves restantes en terminar de llenar el depósito?
- c) ¿Cuántas horas tardó en total el depósito en llenarse?
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.
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.
- a) Si la rueda pequeña tiene $16$ dientes, ¿cuántas vueltas da en el mismo tiempo?
- b) ¿Por qué son el número de dientes y el número de vueltas magnitudes inversamente proporcionales? ¿Qué producto permanece constante?
- c) Si quisiéramos que la rueda pequeña diera $72$ vueltas, ¿cuántos dientes debería tener?
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.
Una abuela quiere repartir $\text{C\$}\ 6\,300$ entre sus tres nietos, de $2$, $3$ y $6…
Una abuela quiere repartir $\text{C\$}\ 6\,300$ entre sus tres nietos, de $2$, $3$ y $6$ años, de forma inversamente proporcional a sus edades (para que el pequeño reciba más).
- a) Repartir de forma inversamente proporcional a las edades es repartir de forma directamente proporcional a $\frac{1}{2}$, $\frac{1}{3}$ y $\frac{1}{6}$. Calcula la suma de esas tres fracciones.
- b) ¿Qué fracción del total corresponde a cada nieto?
- c) Calcula cuántos córdobas recibe cada uno y comprueba que suman $\text{C\$}\ 6\,300$.
Vuelve 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.