2. Proporcionalidad

1. Repasamos los tipos de proporcionalidad

PROPORCIONALIDAD SIMPLE.

La proporcionalidad directa se produce cuando los valores de dos magnitudes aparecen a la vez, multiplicados o divididos por un mismo número. Al dividir cualquier valor de una de las magnitudes por su valor correspondiente de la otra magnitud, siempre se obtiene el mismo valor (constante), esta constante se llama razón de proporcionalidad directa. Ejemplo ilustrativo de dos magnitudes x, y, que están en proporcionalidad directa.

Magnitudes Valores Constante de Proporcionalidad  Expresión funcional Gráfica
x {1,2,3,4,...,x,...} $k=\frac{y}{x}$

$y=kx$

y {3,6,9,12,...,3x,...}

La proporcionalidad inversa se produce cuando el producto de los valores correspondientes de dos magnitudes es constante. Como consecuencia, dos magnitudes son inversamente proporcionales cuando al multiplicar (dividir) una cantidad de la primera magnitud, la cantidad correspondiente de la segunda magnitud queda dividida (multiplicada) por dicho número. Ejemplo ilustrativo de dos magnitudes x, y, que están en proporcionalidad inversa.

Magnitudes Valores Constante de
Proporcionalidad 
Expresión
funcional
Gráfica
x {3,6,9,12,...,x,...} $k=x·y$ $y=\frac{k}{x}$
y {12,6,4,3,...,$\frac{36}{x}$,...}

PROPORCIONALIDAD COMPUESTA.
Supongamos ahora que en un mismo contexto de proporcionalidad intervienen un número de magnitudes mayor que dos. Por ejemplo, si la magnitud $y$ varía en razón inversa a $x$ y en razón directa a la magnitud $z$, esto significará que $y=\frac{k·z}{x}$. En este otro caso, $y=\frac{k·x_1·x_2}{x_3·x_4}$, diremos que la magnitud $y$ es directamente proporcional a las variables $x_1$ y $x_2$ e inversamente proporcional a las variables $x_3$ y $x_4$.

Opción A. Magnitudes proporcionales

El coste del trabajo es directamente proporcional al número de trabajadores y al número de días trabajados. Si 8 hombres trabajando 9 días cada uno ha cobrado 576 €, ¿Cuántos días habrían tenido que trabajar 6 hombres para ganar 624 €?

Solución

Solución al problema.

Opción B. Porcentajes

Dos analgésicos, A y B, han sido experimentados en dos muestras de personas de edades y situación clínica similar como remedio para la migraña. Se han obtenido los datos siguientes: 

Mejoran No Mejoran
Analgésico
A
40 60
Analgésico
B
90 210

¿Son igualmente efectivos los dos analgésicos? ¿Cuántos pacientes debieran mejorar con el tratamiento B para que sea igualmente efectivo que el A?

Solución

Solución al problema.

Opción C. Repartos

Dos camareras recibieron propinas de hasta 100€ el mes pasado y decidieron repartir ese dinero de forma inversamente proporcional a las veces que estuvieron de baja. Si Paula ha estado fuera del trabajo dos veces y Nora tres, ¿Cuánto debería recibir cada una de ellas?

Solución

Solución al problema.

Opción D. Proporcionalidad compuesta

La ley de gravitación de Newton afirma que la fuerza atractiva F entre dos partículas es directamente proporcional a sus masas m1 y m2 e inversamente proporcional al cuadrado de su distancia, d. ¿Sabrías determinar la fórmula para esta Ley?

Solución

Solución al problema.

2. Proporcionalidad y/o desproporcionalidad

Controversia sobre la proporcionalidad

Cuestión 1. Todos los trabajadores de cierta empresa trabajan al mismo ritmo. Si 3 trabajadores tardan 8 días para completar los cimientos de un nuevo edificio, ¿cuánto tiempo tardarían si hubiera un trabajador extra?
Error 1. Mira la respuesta incorrecta que sigue a continuación.
Hay 8 días de trabajo completados por 3 trabajadores. Entonces, 8 ÷ 3 = 2+ 2/3 días de trabajo por persona. Ahora hay 4 trabajadores, entonces:  4·(2+ 2/3) = 10+ 2/3 días.
¿Cómo podrías explicar que este enfoque es incorrecto?

Cuestión 2. Se obtiene un tono particular de verde mezclando 3 litros de pintura azul con 5 litros de pintura amarilla. ¿Cuánta pintura amarilla se necesita para hacer este tono de verde si solo tienes 2 litros de pintura azul?
Error 2. Mira la respuesta incorrecta que sigue a continuación.
Hay 3 litros de pintura azul y 5 litros de pintura amarilla. Entonces, se necesita un total de 8 litros de pintura. Hay 2 litros de pintura azul.

Entonces, para hacer los 8 litros, se necesitan 6 litros de pintura amarilla.
¿Cómo puedes explicar este pensamiento que hay detrás de este enfoque?

Cuestión 3. Marta compra 4 libros por 11 €. En esta librería, todos los libros tienen el mismo precio. Blas compra 9 libros en esta tienda. ¿Cuánto ha de pagar Blas?
Error 3. Mira la respuesta incorrecta escrita en rojo que sigue a continuación.

Libros 4 8 9
Precio 11 22 23

¿Cómo puedes explicar este razonamiento incorrecto?¿Cómo se ha llegado a esta respuesta?

Imágenes de dos perros.
Material de elaboración propia. Un par de perros. (CC0)

Cuestión 4. Pluto y Ártico de cachorros a adultos. 
Pluto, el perro salchicha, pesaba 2 kg de cachorro y ahora de adulto pesa 5 kg. Ártico, el bulldog francés, pesaba 9 kg de cachorro y ahora de adulto pesa 13 kg. ¿Qué perro ha crecido más?
Error 4. Mira la respuesta incorrecta que sigue a continuación.
Pluto ha pasado de 2 kg a 5 Kg. Ha engordado 3 kg. Ártico ha pasado de 9 kg a 13 Kg. Ha engordado 4 kg. Por tanto ha crecido más Ártico que Pluto, ya que ha engordado más. 
¿Qué respuesta correcta darías tú a esta cuestión? 

Cuestión 5. 
Ana e Ismael, van en bicicleta a la misma velocidad alrededor de una pista de ciclismo. Ana comenzó a rodar antes que Ismael llegara a la pista y había completado 9 vueltas cuando Ismael sólo había terminado 3 vueltas completas. Cuando Ana haya concluido 15 vueltas, ¿cuántas vueltas habrá completado entonces Ismael?

Error 5. Mira la respuesta incorrecta que sigue a continuación.
La relación de vueltas que tiene Ana sobre Ismael es de 9 a 3. Esta relación se mantiene hasta el final pues van a la misma velocidad ambos. Cuando Ana haya concluido las 15 vueltas, entonces sucederá que $\frac{9}{3}=\frac{15}{x}→x=5$. Por tanto, Ismael habría terminado de completar 5 vueltas.

¿Cómo puedes explicar este razonamiento incorrecto?¿Cómo modificarías tú la respuesta?

Reflexiona acerca de las cuestiones anteriores y piensa en los errores que se han descrito. 

Retroalimentación

Cuestión 1:

Se trata de una relación inversamente proporcional, con lo que debe ocurrir que el producto de trabajadores por días de trabajo debe permanecer constante, de esa manera cuando aumenta uno de los factores, debe disminuir el otro para que el producto siga siendo el mismo, así como 8·3 es 24, al añadir un obrero más y ser 4 el producto de los días por 4 tiene que seguir dando 24, claramente es 6 el valor correcto para que se cumpla que 8·3=6·4=24.
Puede obtenerse usando una ecuación poniendo la incógnita x en los días:
$x·4=8·3 \rightarrow x=\frac{8·3}{4}=6$ días


Cuestión 2:

Se trata de una relación directamente proporcional, de manera que lo que debe mantenerse constante es el cociente entre los diferentes colores:

$\frac{3}{5}=\frac{2}{x}$ Donde hemos puesto la incógnita x al valor desconocido de pintura amarilla.

Si multiplicamos en cruz y despejamos x:

$3·x=5·2 \rightarrow x=\frac{5·2}{3}=\frac{10}{3}=3+\frac{1}{3}$ litros

Necesitaremos 3 litros más un tercio de litro de amarillo.


Cuestión 3:

La propuesta es incorrecta. Parece que lo que ha hecho es que, como el número de libros es el siguiente del último de la tabla (el siguiente de 8 es 9), ha hecho lo mismo con el precio (el siguiente de 22 es 23), pero esto no mantiene la proporción.

Lo correcto sería aplicar, como en el caso anterior, la relación de dos variables directamente proporcionales:

$\frac{8}{22}=\frac{9}{x}$ Donde hemos puesto la incógnita x al valor desconocido del precio de los 9 libros.

Si multiplicamos en cruz y despejamos x:

$8·x=9·22 \rightarrow x=\frac{9·22}{8}=24.75 $ €


Cuestión 4:

En cuanto al peso es cierto que la respuesta si es correcta, Ártico ha aumentado su peso más que Pluto, sin embargo, si nos fijamos en que pregunta qué perro ha crecido más, en ese caso, no sería cierta esta afirmación.

Lo correcto sería valorar ese aumento refiriéndolo al peso inicial, para ver el porcentaje de aumento desde el principio hasta el final para cada uno de los cachorros:

$\frac{5·100}{2}=250 %$

$\frac{13·100}{9}=144,3 %$

Mientras que Pluto ha aumentado su tamaño en un 250 % (dos veces y media), Ártico lo ha hecho un 144.3 % (menos de una vez y media), por tanto deberíamos afirmar que Pluto ha crecido más que Ártico.


Cuestión 5:

La respuesta es incorrecta porque no se trata de una relación de proporción. El planteamiento dice que ambos van a la misma velocidad, por lo tanto deben tardar el mismo tiempo en dar una vuelta, es decir, que la resolución propuesta no tiene sentido. Si dado un momento, como dice el problema, Ana lleva 9 vueltas e Ismael 3, eso es porque cuando Ismael empezó, Ana ya llevaba 6 vueltas y al ir ambos a la misma distancia, siempre Ana va a llevar seis vueltas más que Ismael. Por lo tanto, lo correcto es que cuando Ana lleve 15 vueltas, Ismael llevará seis menos, es decir 9.

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