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1° curso · Matemática
Funciones · Funciones elementales

Funciones de proporcionalidad inversa: k/x

Te conviene dominar: Función de proporcionalidad inversa (9.° grado de la Educación Escolar Básica (3er ciclo))
Te conviene dominar: Características de una función (9.° grado de la Educación Escolar Básica (3er ciclo))

Seis amigos van a comer un asado que sale ₲60.000 y lo dividen en partes iguales: cada uno paga ₲10.000. Si se suman más amigos, cada uno paga menos. Pero ¿se puede llegar a que cada uno pague ₲0? ¿Y qué pasa con "cero amigos"? Las respuestas están en el gráfico de esta función, y las vas a encontrar a lo largo del apartado.

Definición, dominio y rango o recorrido

Las funciones lineales y cuadráticas se pueden calcular para cualquier $x$ real. Acá aparece una división, y la división tiene una restricción: no se puede dividir por cero. Esa restricción determina todo el gráfico.

Movelo al deslizador de $k$ y fijate qué cambia.

  • Si $k > 0$, el gráfico está en el primer y el tercer cuadrante.

  • Si $k < 0$, está en el segundo y el cuarto cuadrante.

  • Cuanto mayor es $|k|$, más lejos de los ejes queda la curva.

El gráfico de $k/x$ se llama hipérbola. En el ejercicio de la pregunta siguiente, la constante se halla multiplicando $x \cdot y$ de cualquier punto.

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Identifica en la siguiente tabla si las magnitudes $x$ e $y$ son inversamente proporcionales y, en caso afirmativo, halla la constante de proporcionalidad $k$ y escribe…

Identifica en la siguiente tabla si las magnitudes $x$ e $y$ son inversamente proporcionales y, en caso afirmativo, halla la constante de proporcionalidad $k$ y escribe la función que las relaciona.

  • $x$: 1, 2, 3, 4, 6

  • $y$: 24, 12, 8, 6, 4

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Dada la función de proporcionalidad inversa $y = \frac{18}{x}$, calcula el valor de $y$ para $x = 3$, $x = -9$ y $x = 0,5$.

Dada la función de proporcionalidad inversa $y = \frac{18}{x}$, calcula el valor de $y$ para $x = 3$, $x = -9$ y $x = 0,5$.

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Asíntotas y simetría

El gráfico de $f(x) = k/x$ se llama hipérbola y tiene dos ramas. Si $x$ se acerca mucho a $0$, $|y|$ se hace enorme. Si $|x|$ se hace enorme, $y$ se acerca a $0$. La curva nunca toca los ejes.

Hipérbola de dos ramas en el primer y tercer cuadrante, con los ejes de coordenadas como asíntotas y = 4/x asíntota x = 0 asíntota y = 0
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Determina el dominio, el recorrido y las ecuaciones de las asíntotas de la función $y = \frac{-8}{x}$.

Determina el dominio, el recorrido y las ecuaciones de las asíntotas de la función $y = \frac{-8}{x}$.

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Asocia cada una de las siguientes funciones con la descripción de los cuadrantes en los que se sitúan sus ramas al representarlas gráficamente: a) $y = \frac{5}{x}$ b)…

Asocia cada una de las siguientes funciones con la descripción de los cuadrantes en los que se sitúan sus ramas al representarlas gráficamente:

  1. a) $y = \frac{5}{x}$
  2. b) $y = \frac{-2}{x}$
  3. c) $y = \frac{0,1}{x}$

Descripciones:

  1. Ramas situadas en el primer y tercer cuadrante.

  2. Ramas situadas en el segundo y cuarto cuadrante.

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Observa la siguiente gráfica de una función de proporcionalidad inversa y determina su constante $k$ y su expresión algebraica $y = \frac{k}{x}$.

Observa la siguiente gráfica de una función de proporcionalidad inversa y determina su constante $k$ y su expresión algebraica $y = \frac{k}{x}$.

X Y 0 2 2 (2, 6)
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Hipérbolas trasladadas

Como en otras funciones, si movés el gráfico, se mueve todo: asíntotas, centro y dominio.

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Indica cuáles son las ecuaciones de las asíntotas vertical y horizontal de la hipérbola cuya expresión algebraica es $y = \frac{5}{x-4} + 3$.

Indica cuáles son las ecuaciones de las asíntotas vertical y horizontal de la hipérbola cuya expresión algebraica es $y = \frac{5}{x-4} + 3$.

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Halla el dominio de definición de la función racional $y = \frac{7}{x+5}$.

Halla el dominio de definición de la función racional $y = \frac{7}{x+5}$.

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Practica★★☆Sin empezar
La gráfica de la función $y = \frac{8}{x}$ se traslada en el plano cartesiano $4$ unidades hacia la izquierda y $3$ unidades hacia abajo. Escribe la expresión algebraica…

La gráfica de la función $y = \frac{8}{x}$ se traslada en el plano cartesiano $4$ unidades hacia la izquierda y $3$ unidades hacia abajo. Escribe la expresión algebraica de la nueva función, determina su dominio y halla las coordenadas del punto donde se cortan sus asíntotas.

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Intersección con los ejes y cómo hallar la fórmula

Intersección con los ejes. Con el eje $y$: reemplazá $x = 0$ (si $0$ está en el dominio). Con el eje $x$ (la raíz): igualá $g(x) = 0$ y despejá.

Hallar la fórmula. Con las asíntotas conocés $h$ y $v$; con un punto más calculás $k$.

Practica★★☆Sin empezar
Halla analíticamente los puntos de corte con los ejes de coordenadas de la función racional $y = \frac{10}{x-2} + 5$.

Halla analíticamente los puntos de corte con los ejes de coordenadas de la función racional $y = \frac{10}{x-2} + 5$.

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Escribe la ecuación de una hipérbola de la forma $y = \frac{k}{x-a} + b$ sabiendo que sus asíntotas son las rectas $x = -2$ e $y = 4$, y que su gráfica pasa por el punto…

Escribe la ecuación de una hipérbola de la forma $y = \frac{k}{x-a} + b$ sabiendo que sus asíntotas son las rectas $x = -2$ e $y = 4$, y que su gráfica pasa por el punto $(0, 5)$.

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Una hipérbola de la forma $y = \frac{k}{x-a} + b$ tiene su centro de simetría en el punto $(-1, 3)$ y corta al eje de abscisas en $x = 1$. Halla su expresión algebraica…

Una hipérbola de la forma $y = \frac{k}{x-a} + b$ tiene su centro de simetría en el punto $(-1, 3)$ y corta al eje de abscisas en $x = 1$. Halla su expresión algebraica y calcula el punto de corte con el eje de ordenadas.

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Crecimiento, decrecimiento y lectura de gráficos

Leer un gráfico. Si te dan un gráfico trasladado: 1) ubicá las asíntotas ($h$ y $v$); 2) el centro es $(h; v)$; 3) tomá un punto de la curva y calculá $k$ reemplazando en $y = \dfrac{k}{x-h} + v$.

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Determina el dominio, el recorrido, las asíntotas y los puntos de corte con los ejes de la función $y = \frac{-3}{x+2} - 4$. Indica también sus intervalos de crecimiento…

Determina el dominio, el recorrido, las asíntotas y los puntos de corte con los ejes de la función $y = \frac{-3}{x+2} - 4$. Indica también sus intervalos de crecimiento y decrecimiento.

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A partir de la gráfica de esta hipérbola trasladada, determina las ecuaciones de sus asíntotas, las coordenadas de su centro de simetría y deduce su expresión algebraica…

A partir de la gráfica de esta hipérbola trasladada, determina las ecuaciones de sus asíntotas, las coordenadas de su centro de simetría y deduce su expresión algebraica de la forma $y = \frac{k}{x-a} + b$.

X Y 0 2 2 x=2 y=1 (4, 4)
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Modelizar situaciones: repartos y velocidades

La proporcionalidad inversa aparece cuando "más de una cosa, menos de la otra": más amigos, menos plata por cabeza; más velocidad, menos tiempo. El paso clave es identificar qué producto permanece constante.

Dominio de la función vs. dominio de la situación. La fórmula $C(x) = 60.000/x$ existe para todo $x \neq 0$. Pero si $x$ es la cantidad de amigos, solo tienen sentido $x = 1, 2, 3, \dots$: números naturales mayores que $0$. Los puntos del modelo están aislados (no se unen), y los valores negativos no se usan.

Practica★☆☆Sin empezar
Un premio de lotería de $2\,100\,000$ guaraníes se va a repartir a partes iguales entre un grupo de $x$ amigos. Escribe la expresión algebraica de la función que…

Un premio de lotería de $2\,100\,000$ guaraníes se va a repartir a partes iguales entre un grupo de $x$ amigos. Escribe la expresión algebraica de la función que relaciona el dinero que recibe cada uno con el número de amigos y calcula cuánto reciben si son $6$ personas.

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Practica★☆☆Sin empezar
Para recorrer una distancia fija de $120$ km, el tiempo $t$ empleado (en horas) y la velocidad media $v$ (en km/h) son magnitudes inversamente proporcionales. Escribí la…

Para recorrer una distancia fija de $120$ km, el tiempo $t$ empleado (en horas) y la velocidad media $v$ (en km/h) son magnitudes inversamente proporcionales. Escribí la función $v(t)$ y calculá a qué velocidad constante debe ir un auto si quiere tardar exactamente $2,5$ horas en realizar el trayecto.

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Un grupo de personas alquila una cancha de pádel por $168\,000$ guaraníes. Escribí la función $C(x)$ que expresa el costo por persona en función del número de jugadores…

Un grupo de personas alquila una cancha de pádel por $168\,000$ guaraníes. Escribí la función $C(x)$ que expresa el costo por persona en función del número de jugadores $x$. Si el costo final fue de $42\,000$ guaraníes por persona, ¿cuántos jugadores alquilaron la cancha? ¿Cuál es el dominio lógico de esta función teniendo en cuenta el contexto del problema?

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Modelos con constante: canillas, gases y cables

El método es siempre el mismo: con un dato calculás $k = x \cdot y$, escribís $y = k/x$ y respondés lo que piden.

Desigualdades. Si te piden, por ejemplo, $\dfrac{k}{S} \leq c$ con $S > 0$, multiplicá ambos lados por $S$ (positivo, no cambia el sentido): $k \leq c \cdot S$, y despejás $S$.

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Para llenar una piscina, $4$ canillas de igual caudal tardan $9$ horas. Escribí la función que relaciona el tiempo de llenado $t$ (en horas) con el número de canillas…

Para llenar una piscina, $4$ canillas de igual caudal tardan $9$ horas. Escribí la función que relaciona el tiempo de llenado $t$ (en horas) con el número de canillas abiertas $n$. ¿Cuánto tiempo tardarían $6$ canillas en llenar la misma piscina?

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Según la ley de Boyle-Mariotte, a temperatura constante, la presión $P$ de un gas y su volumen $V$ son magnitudes inversamente proporcionales ($P \cdot V = k$). Si un…

Según la ley de Boyle-Mariotte, a temperatura constante, la presión $P$ de un gas y su volumen $V$ son magnitudes inversamente proporcionales ($P \cdot V = k$). Si un gas determinado ocupa un volumen de $20$ litros a una presión de $1,5$ atmósferas, escribe la función $V(P)$ y calcula qué volumen ocupará a $3$ atmósferas.

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La resistencia eléctrica $R$ (en ohmios, $\Omega$) de un hilo conductor de longitud constante es inversamente proporcional al área de su sección transversal $S$ (en…

La resistencia eléctrica $R$ (en ohmios, $\Omega$) de un hilo conductor de longitud constante es inversamente proporcional al área de su sección transversal $S$ (en mm$^2$). Si para una sección de $2 \text{ mm}^2$ la resistencia es de $0,02\ \Omega$, expresa $R$ en función de $S$. ¿Cuál debe ser la sección mínima del hilo para que la resistencia sea menor o igual a $0,01\ \Omega$?

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Costo medio y lentes: hipérbolas con asíntotas que significan algo

A veces la asíntota cuenta algo del problema.

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Una fábrica de componentes electrónicos tiene unos gastos fijos diarios de $3\,500\,000$ guaraníes por encender la maquinaria, y producir cada unidad cuesta $14\,000$…

Una fábrica de componentes electrónicos tiene unos gastos fijos diarios de $3\,500\,000$ guaraníes por encender la maquinaria, y producir cada unidad cuesta $14\,000$ guaraníes. Escribí la función del costo medio por unidad $C_m(x)$ en función del número de unidades $x$ fabricadas al día. Hallá sus asíntotas e interpretá el significado de la asíntota horizontal en el contexto del problema.

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La distancia focal de una lente delgada convergente es de $20$ cm. La relación entre la distancia del objeto a la lente $s_o$ y la distancia de la imagen $s_i$ viene…

La distancia focal de una lente delgada convergente es de $20$ cm. La relación entre la distancia del objeto a la lente $s_o$ y la distancia de la imagen $s_i$ viene dada por la ecuación $\frac{1}{20} = \frac{1}{s_o} + \frac{1}{s_i}$. Expresa $s_i$ en función de $s_o$. ¿Qué ocurre con la distancia de la imagen cuando el objeto se acerca a $20$ cm de la lente por la derecha?

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De una función racional a hipérbola, y su cruce con rectas

De $\dfrac{ax+b}{cx+d}$ a la forma $\dfrac{k}{x-h}+v$. Dividí el numerador por el denominador: cociente y resto dan la forma trasladada.

Cruce con una recta. Igualá las fórmulas, quedate con una ecuación de segundo grado y usá la fórmula general. Según el discriminante $\Delta$: dos puntos si $\Delta > 0$, uno (recta tangente) si $\Delta = 0$, ninguno si $\Delta < 0$.

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Expresa la función racional $y = \frac{2x+7}{x+3}$ en la forma $y = \frac{k}{x-a} + b$ realizando la división de polinomios. A continuación, indica las ecuaciones de sus…

Expresa la función racional $y = \frac{2x+7}{x+3}$ en la forma $y = \frac{k}{x-a} + b$ realizando la división de polinomios. A continuación, indica las ecuaciones de sus asíntotas y las coordenadas de su centro de simetría.

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Practica★★★Sin empezar
Halla analíticamente los puntos de intersección entre la hipérbola $y = \frac{-4}{x-1}$ y la recta $y = -x + 4$.

Halla analíticamente los puntos de intersección entre la hipérbola $y = \frac{-4}{x-1}$ y la recta $y = -x + 4$.

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Practica★★★Sin empezar
Halla el valor de la constante $k$ para que la hipérbola $y = \frac{k}{x}$ sea tangente a la recta $y = -x + 6$ (es decir, para que se corten en un único punto).

Halla el valor de la constante $k$ para que la hipérbola $y = \frac{k}{x}$ sea tangente a la recta $y = -x + 6$ (es decir, para que se corten en un único punto).

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Resumen

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