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Math 7 · Matemáticas
Aritmética · Proporcionalidad

"Proporción compuesta: tres o más cantidades"

Te conviene dominar: Proporción directa (Matemáticas de 6.º grado)

El club de robótica organiza una recaudación de fondos con camisetas. Sus 3 prensas de calor estampan 90 camisetas en 3 horas. Llega un pedido grande, así que 5 prensas trabajarán durante 4 horas. ¿Cuántas camisetas estamparán? Aquí hay tres cantidades (prensas, horas, camisetas), así que una sola proporción no basta. Necesitas una proporción compuesta.

Tres cantidades a la vez

En un problema de "trabajo", la cantidad de trabajo hecho depende de dos cosas al mismo tiempo: cuántos trabajadores (o máquinas) hay y cuánto tiempo trabajan. Si cada prensa estampa a una velocidad constante, puedes hallar la velocidad de una prensa durante una hora. Eso es una tasa unitaria.

Tres cuadros que muestran que las prensas y las horas actúan sobre el número de camisetas estampadas. prensas3 → 5 horas3 → 4 camisetas90 → ? las dos primeras actúan sobre la tercera
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En una tienda de personalización de ropa, $3$ máquinas de impresión térmica logran estampar $120$ camisetas trabajando durante $4$ horas. Si debido a un pedido urgente…

En una tienda de personalización de ropa, $3$ máquinas de impresión térmica logran estampar $120$ camisetas trabajando durante $4$ horas. Si debido a un pedido urgente de una escuela secundaria se ponen en marcha $5$ máquinas iguales, ¿cuántas camisetas podrán estampar en $6$ horas?

DIRECTA MÁQUINAS 3 5 · DIRECTA HORAS 4 6 = INCÓGNITA CAMISETAS 120 x
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Cinco fuentes de agua decorativas, con el mismo caudal, consumen $300$ galones de agua si están encendidas durante $8$ horas. Calcule cuántos galones consumirán $10$…

Cinco fuentes de agua decorativas, con el mismo caudal, consumen $300$ galones de agua si están encendidas durante $8$ horas. Calcule cuántos galones consumirán $10$ fuentes iguales si se mantienen encendidas durante solo $2$ horas.

Fuentes Directa Tiempo (h) Directa Volumen (gal) 5 8 300 10 2 x → x = 10·2·300 5·8
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Dos cantidades directas

Las tasas unitarias funcionan bien, pero hay una forma más rápida cuando solo necesitas una respuesta. Parte del valor conocido de la incógnita y escálalo una vez por cada cantidad que cambia.

Diagrama de flujo: 90 camisetas por 5/3 por las prensas dan 150; luego por 4/3 por las horas dan 200 camisetas. 90 camisetas × 5/3 prensas 150 × 4/3 horas 200 camisetas

Compáralo con la respuesta por tasa unitaria de antes: $90 \cdot \tfrac{5}{3} \cdot \tfrac{4}{3} = 200$ camisetas. Es la misma respuesta.

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Un refugio de animales necesita $480$ lb de alimento para alimentar a $40$ perros durante $30$ días. Si el refugio recibe una donación y aumenta su capacidad hasta $60$…

Un refugio de animales necesita $480$ lb de alimento para alimentar a $40$ perros durante $30$ días. Si el refugio recibe una donación y aumenta su capacidad hasta $60$ perros, ¿cuántas libras de alimento necesitarán para alimentarlos durante $20$ días?

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Para iluminar una sala de exposiciones de arte durante $12$ días, $15$ focos LED de bajo consumo han generado un gasto de $54$ dólares. ¿Cuál será el gasto en…

Para iluminar una sala de exposiciones de arte durante $12$ días, $15$ focos LED de bajo consumo han generado un gasto de $54$ dólares. ¿Cuál será el gasto en electricidad si se utilizan $20$ focos iguales durante un evento que dura $10$ días?

Directa Directa Incógnita FOCOS DÍAS GASTO ($) 15 12 54 20 10 x
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Para alimentar a las $15$ vacas de una granja escuela durante $12$ días se han necesitado $540$ lb de alimento. Debido a una nueva subvención, la granja ha adquirido $5$…

Para alimentar a las $15$ vacas de una granja escuela durante $12$ días se han necesitado $540$ lb de alimento. Debido a una nueva subvención, la granja ha adquirido $5$ vacas más. ¿Cuántas libras de alimento serán necesarias para alimentar a todos los animales durante $20$ días?

Vacas Días lb Alimento DIRECTA DIRECTA 15 12 540 20 (15+5) 20 x + + +
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Una directa y una inversa

Ahora la incógnita es el tiempo. Más trabajadores significa menos tiempo, pero más trabajo significa más tiempo. Haz la pregunta de una cantidad a la vez para cada una.

Incógnita: horas necesarias Si esto aumenta... Tipo
número de trabajadores las horas disminuyen inversa
cantidad de trabajo por hacer las horas aumentan directa
Diagrama de flujo: 4 horas por 5/2 por las cajas dan 10 horas; luego por 3/5 por los voluntarios dan 6 horas. 4 horas × 5/2 cajas 10 horas × 3/5 voluntarios 6 horas

Los problemas de costos funcionan igual. Si el costo es directamente proporcional tanto al número de servidores como a las horas que funcionan, entonces con un presupuesto fijo, más servidores significa menos horas.

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Para subir los archivos de un nuevo videojuego a un servidor, $4$ conexiones de fibra óptica iguales tardan $15$ minutos en transferir $120$ GB. Si queremos transferir…

Para subir los archivos de un nuevo videojuego a un servidor, $4$ conexiones de fibra óptica iguales tardan $15$ minutos en transferir $120$ GB. Si queremos transferir $200$ GB en el mismo servidor usando $5$ conexiones iguales, ¿cuántos minutos tardarán?

Conexiones 4 5 INVERSA Datos (GB) 120 200 DIRECTA Minutos 15 x INCÓGNITA Planteamiento 15 x = 5 4 Se invierte · 120 200
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Una empresa de mensajería utiliza $8$ drones para repartir $160$ paquetes en $4$ horas de vuelo. Si la empresa decide aumentar su flota hasta los $10$ drones y quiere…

Una empresa de mensajería utiliza $8$ drones para repartir $160$ paquetes en $4$ horas de vuelo. Si la empresa decide aumentar su flota hasta los $10$ drones y quiere realizar el reparto de $250$ paquetes, ¿cuántas horas de vuelo totales necesitarán los drones para completar la tarea?

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Una granja de servidores de videojuegos utiliza $8$ unidades de refrigeración para mantener la temperatura óptima de $120$ servidores funcionando durante $24$ horas al…

Una granja de servidores de videojuegos utiliza $8$ unidades de refrigeración para mantener la temperatura óptima de $120$ servidores funcionando durante $24$ horas al día, con un costo eléctrico de $480\text{ \$}$ a la semana. Si la empresa decide ampliar su capacidad a $200$ servidores y el precio de la electricidad sube, de modo que el costo máximo permitido es de $600\text{ \$}$, ¿durante cuántas horas al día podrán estar encendidos los servidores si se mantienen las mismas $8$ unidades de refrigeración? (Considere que el costo es directamente proporcional al número de servidores y a las horas de uso).

Inversa Directa Servidores Horas/día Costo ($) 120 24 480 200 x 600 Unidades de refrigeración = 8 (Constante, no afecta al cálculo)
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Cuatro cantidades

Algunos problemas dan trabajadores, días y horas por día. Son cantidades distintas. Escalas una vez por cada una. El método es el mismo; solo tienes más fracciones.

Puedes verificar con una tasa unitaria: $900 \div (6 \times 3 \times 4) = 12.5$ ft² por voluntario-hora. El nuevo trabajo tiene $9 \times 2 \times 8 = 144$ voluntarios-hora, y $144 \times 12.5 = 1{,}800$ ft². ✓

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En una fábrica de componentes electrónicos, $5$ máquinas idénticas producen $2000$ procesadores funcionando $8$ horas al día. Debido a un pedido urgente, la fábrica debe…

En una fábrica de componentes electrónicos, $5$ máquinas idénticas producen $2000$ procesadores funcionando $8$ horas al día. Debido a un pedido urgente, la fábrica debe entregar $3500$ procesadores en el mismo número de días. Si se ponen en marcha $2$ máquinas más, ¿cuántas horas diarias deberán funcionar todas las máquinas?

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Un equipo de $12$ arqueólogos ha excavado un tramo de $60$ pies de una antigua calzada romana trabajando $9$ días a razón de $7$ horas diarias. Si se quiere excavar otro…

Un equipo de $12$ arqueólogos ha excavado un tramo de $60$ pies de una antigua calzada romana trabajando $9$ días a razón de $7$ horas diarias. Si se quiere excavar otro tramo de $80$ pies en $14$ días, ¿cuántas horas diarias deberán trabajar si el equipo se mantiene con el mismo número de personas?

Pies Días Horas/día 60 9 7 80 14 x Directa (+ pies ➔ + horas) Inversa (+ días ➔ - horas) 12 arqueólogos (Magnitud constante)
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Una brigada de limpieza municipal, compuesta por $12$ operarios, ha conseguido limpiar un área de $3.600\text{ m}^2$ de bosque en $6$ días, trabajando $8$ horas diarias.…

Una brigada de limpieza municipal, compuesta por $12$ operarios, ha conseguido limpiar un área de $3.600\text{ m}^2$ de bosque en $6$ días, trabajando $8$ horas diarias. Para la próxima semana, la alcaldía necesita limpiar una zona de $5.000\text{ m}^2$. Si $3$ operarios se han dado de baja y no podrán asistir, ¿cuántas horas diarias deberán trabajar los operarios restantes para terminar la tarea en solo $5$ días?

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Totales ocultos y cambios porcentuales

A veces la "cantidad de trabajo" está escondida dentro de una cuenta y un tamaño, como "2 tanques de 600 galones cada uno". Primero construye el total y luego trátalo como una sola cantidad.

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Seis camiones cisterna de $12.000\text{ L}$ de capacidad cada uno han realizado $4$ viajes para vaciar un contenedor de residuos industriales en $2$ días. Si se…

Seis camiones cisterna de $12.000\text{ L}$ de capacidad cada uno han realizado $4$ viajes para vaciar un contenedor de residuos industriales en $2$ días. Si se contratan $2$ camiones más de $15.000\text{ L}$ de capacidad cada uno para realizar un trabajo similar vaciando un contenedor que es un $50\text{ \%}$ más grande que el anterior, ¿cuántos días tardarán en completar el vaciado si cada camión realiza $5$ viajes diarios?

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Para imprimir los folletos de un festival de música, $3$ impresoras industriales trabajando simultáneamente tardan $15$ horas en imprimir $4.500$ ejemplares. Una de las…

Para imprimir los folletos de un festival de música, $3$ impresoras industriales trabajando simultáneamente tardan $15$ horas en imprimir $4.500$ ejemplares. Una de las impresoras se avería y debe ser retirada. ¿Cuánto tiempo tardarán las impresoras restantes en imprimir $6.000$ ejemplares si, para compensar la falta de la tercera máquina, se aumenta la velocidad de impresión de las otras dos en un $25\text{ \%}$? (Ayuda: piense cómo afecta el aumento de velocidad al tiempo necesario).

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Redondear y verificar la respuesta

Una calculadora te da un número. Una situación real pide algo que sí puedas hacer. Cuando cuentas cosas enteras (bolsas, llaves de agua, camiones) y la respuesta debe ser suficiente, redondea hacia arriba, aunque el decimal sea pequeño. Redondea solo al final.

Comprobar si un equipo cumple una fecha límite funciona igual. Calcula el tiempo necesario y compáralo con el tiempo disponible.

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Un grupo de $5$ llaves de agua iguales tardan $8$ horas en llenar $3$ depósitos de $600$ galones cada uno. Si queremos llenar $4$ depósitos de $900$ galones cada uno en…

Un grupo de $5$ llaves de agua iguales tardan $8$ horas en llenar $3$ depósitos de $600$ galones cada uno. Si queremos llenar $4$ depósitos de $900$ galones cada uno en un tiempo máximo de $10$ horas, ¿cuántas llaves de las mismas características necesitaremos abrir? Si el resultado no es entero, razone cuántas llaves deberíamos instalar como mínimo.

Tiempo (h) Llaves Volumen (gal) INVERSA DIRECTA 8 5 1800 3 dep. × 600 gal 10 x 3600 4 dep. × 900 gal
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En un centro de acogida de animales, se ha calculado que $15$ sacos de alimento para perro de $20\text{ kg}$ cada uno son suficientes para alimentar a $40$ perros…

En un centro de acogida de animales, se ha calculado que $15$ sacos de alimento para perro de $20\text{ kg}$ cada uno son suficientes para alimentar a $40$ perros durante $12$ días. Debido a una campaña de rescate, el número de perros aumenta en $20$ animales más. Si el centro compra sacos de $30\text{ kg}$ del mismo alimento, ¿cuántos sacos necesitarán para alimentar a todos los perros durante $25$ días?

Perros Días Alimento (lb) Directa Directa 40 12 15 sacos · 20 lb 300 40 + 20 60 25 x sacos · 30 lb 30·x
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Un equipo de $4$ programadores ha desarrollado una aplicación móvil de $180$ pantallas en $15$ días, dedicando $6$ horas al día cada uno. Para un nuevo proyecto de una…

Un equipo de $4$ programadores ha desarrollado una aplicación móvil de $180$ pantallas en $15$ días, dedicando $6$ horas al día cada uno. Para un nuevo proyecto de una aplicación más compleja de $300$ pantallas, la empresa dispone de $20$ días. Si deciden contratar a $2$ programadores más y aumentar la jornada laboral a $8$ horas diarias, calcule si podrán entregar el proyecto a tiempo y cuántas pantallas diarias de media desarrollará ahora el equipo completo.

Program. Horas/día Pantallas Días 4 6 180 15 I I D 6 8 300 x (4+2) (¿≤ 20?) 15 x = 6 4 · 8 6 · 180 300
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Volvamos al inicio: 5 prensas funcionando durante 4 horas hacen $5 \times 4 \times 10 = 200$ camisetas, porque cada prensa estampa 10 camisetas por hora.

Resumen

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