Razón, tasas y proporción
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La razón es el primer tema donde la aritmética es fácil y la lectura es difícil. Casi nadie falla 360 ÷ 9; mucha gente divide entre 4 cuando la razón era 4:5, porque comparó una parte con una parte donde la pregunta comparaba una parte con el todo.
Así que esta página está organizada alrededor de esa distinción. Una razón compara dos partes entre sí. Una fracción compara una parte con el todo. Una tasa compara dos cantidades en unidades distintas. Deja claras esas tres y el resto es multiplicar.
¿Qué es una razón?
Una razón compara el tamaño de dos o más partes. Razón presenta la notación de dos puntos: rojo : azul = 2 : 3 significa 2 fichas rojas por cada 3 azules. El orden importa, así que azul : rojo es 3 : 2. Razones de parte a todo añade el paso clave: suma las partes para hallar el todo. Aquí 2 + 3 = 5, así que el rojo es de todas las fichas, no . Si una bolsa tiene 20 fichas en esta razón, una parte son 20 ÷ 5 = 4 fichas, así que hay 2 × 4 = 8 rojas y 3 × 4 = 12 azules. Esto funciona porque 20 fichas hacen 4 grupos de 5, cada uno con 2 rojas y 3 azules. Una razón se mantiene igual cuando cada parte se multiplica o divide entre el mismo número, así que 8 : 12 se simplifica de vuelta a 2 : 3. Sumar las partes lo comprueba: 8 + 12 = 20, el tamaño de toda la bolsa.
en a : b la parte es a / (a + b), que no cambia cuando se multiplican ambas partes
Haz que la razón sea 1 : 2
Ordenar una razón funciona como simplificar una fracción — divide cada parte entre su factor común, y 12 : 18 se convierte en 2 : 3 — y se extiende a las Razones de tres partes sin cambiar. Razón, fracción, porcentaje completa la tabla de traducción: 2 : 3 es del todo, que es el 40%.
Repartir una cantidad en una razón
Suma las partes, divide, multiplica. Reparte 360 en razón 4 : partes una parte es porciones de 160 y 200. La comprobación es que las porciones vuelven a sumar el original.
Modelos de barras para razones es el dibujo que hace esto difícil de fallar: nueve cajas iguales en dos grupos, y la pregunta se vuelve evidente. Sigue siendo útil mucho más tiempo del que aparenta — los problemas más retorcidos de esta página aún se resuelven dibujando las barras.
Combinar dos razones maneja el caso con un término medio compartido. Si A : B = 2 : 3 y B : C = 4 : 5, las dos B no coinciden, así que escala cada razón hasta que lo hagan: A : B = 8 : 12 y B : C = 12 : 15, que dan A : B : C = 8 : 12 : 15.
El método unitario es la herramienta de propósito general que hay debajo de todo esto: halla una unidad y multiplica. 7 cuadernos cuestan 21, así que uno cuesta 3, así que 12 cuestan 36. Nunca es el método más rápido y nunca falla, lo que lo convierte en lo correcto a lo que recurrir cuando una pregunta está redactada para confundir. Factor de escala es la misma idea nombrada como multiplicador — el número que lleva una cantidad hasta su pareja.
Ahora tú
2 : 2 reparte 12. ¿Cuánto vale una parte?
4 : 1 reparte 10. ¿Cuánto vale una parte?
¿Qué es una tasa?
Una tasa compara dos cantidades medidas en unidades distintas, como kilómetros y horas, así que su valor carga con las dos unidades. Tasas presenta la idea, y Tasa, total, unidades une los tres números implicados: tasa × unidades = total, así que dos cualesquiera de ellos encuentran el tercero. Un coche que recorre 150 km en 3 horas tiene una tasa de 150 ÷ 3 = 50 km por hora. A esa tasa, 5 horas cubren 50 × 5 = 250 km, y 400 km llevan 400 ÷ 50 = 8 horas. Esto funciona porque una tasa constante suma la misma cantidad por cada unidad. Las unidades tienen que coincidir antes de multiplicar. Un tiempo dado en minutos debe cambiarse a horas primero: 30 minutos es hora, así que el coche recorre km. Las unidades comprueban el cálculo: km por hora por horas deja km, la unidad que debe tener la respuesta.
y = kx es una recta que pasa por el origen, y y/x es k en cada uno de sus puntos: el precio por kilogramo es la pendiente
Arrastra el peso a 1 kg y lee el precio
Comparar tasas unitarias es la destreza práctica — una caja de 750 g a 3.60 contra una de 1.2 kg a 5.40 es 0.48 contra 0.45 por cada 100 g — y es todo el contenido de una etiqueta de estantería de supermercado. Tipos de cambio es la misma aritmética con el cuidado añadido de saber hacia dónde apunta la tasa, que es la única parte genuinamente propensa a error.
Velocidad, densidad y presión
Velocidad es distancia por unidad de tiempo, la tasa que todo el mundo ya posee por intuición. Velocidad media es donde la intuición falla: es la distancia total dividida entre el tiempo total, no la media de las velocidades. Ir a 60 y volver a 30 por la misma carretera promedia 40, no 45, porque el tramo lento dura el doble y por tanto cuenta el doble.
Densidad (masa por volumen) y Presión (fuerza por área) son el mismo triángulo con etiquetas distintas, que es la gracia de enseñarlas juntas — una relación, tres asignaturas.
Convertir unidades compuestas es el paso que se salta en física tan a menudo como en matemáticas. Convierte el arriba y el abajo por separado: 72 km/,,. Manejar los dos a la vez es donde viven los errores.
Ahora tú
6 cada uno, 5 veces. ¿Cuál es el total?
30 repartido en 6 partes iguales. ¿Cuánto es cada una?
Proporción directa y proporción inversa
En la proporción directa, doblar una cantidad dobla la otra y la razón queda fija. En la inversa, doblar una divide la otra a la mitad y el producto queda fijo.
a la izquierda y = 2x sigue a x, duplicándose cuando x se duplica; a la derecha y = 8/x se reduce a la mitad cuando x se duplica, y el rectángulo x × y mantiene su área 8
Duplica x de 2 a 4 y compara qué hace y en cada lado
Proporción directa es y = kx, una recta que pasa por el origen. Proporción inversa es xy = k: que cuatro pintores tarden seis días significa que ocho pintores tardan tres, porque el trabajo total — veinticuatro días-pintor — es lo que queda constante.
La constante de proporcionalidad es el propio número k, y nombrarlo es lo que convierte una pregunta de proporción en una ecuación que puedes resolver y no en un patrón que tienes que adivinar. Proporción por valor unitario es el método unitario aplicado aquí, paso a paso.
Escalas de mapas es proporción directa con una constante fija, y merece clavar la notación: 1 : 50,000 significa que 1 cm en el mapa son 50,000 cm — medio kilómetro — sobre el terreno.
Ahora tú
2 cuestan 12. ¿Cuánto cuestan 7?
2 cuestan 8. ¿Cuánto cuestan 5?
Problemas de razones de antes y después
Estas son las preguntas que separan a los estudiantes seguros del resto, y el método es siempre el mismo: encuentra lo que no cambió, y escala las dos razones para que lo que no cambió esté escrito con el mismo número de partes.
aquí no se mantiene nada — 2 : 5 → 4 : 5 por sí solo no fija ninguna cantidad
Haz que el total sea la cantidad que no cambió.
Reescribir una razón para igualar una parte enseña el propio movimiento de escalado. Luego hay tres formas, y cubren casi todas las preguntas de examen de este tipo:
- Razones con una parte constante — una cantidad queda intacta mientras la otra cambia, así que iguala el número de esa parte en las dos razones.
- Razones con un total constante — las cosas se mueven entre dos grupos pero nada entra ni sale, así que los totales deben coincidir.
- Razones con una diferencia constante — las dos crecen en la misma cantidad, como las edades, así que el hueco entre ellas es el invariante.
Problemas de razones de antes y después los junta. Dos personas se reparten dinero 5 : 3. Después de que una regale 12, quedan iguales. La diferencia de 2 partes era 12 antes, y los 12 enteros salieron de la porción grande hacia nadie, así que una parte es 6 y las porciones eran 30 y 18.
Escalar área y volumen
Escalar el área es el resultado que sorprende a la gente dos veces. Escalar cada longitud por 3 multiplica el área por , porque el largo y el ancho se triplicaron los dos. El volumen va por el cubo.
Por eso un mapa con escala 1 : 50,000 tiene una escala de áreas de 1 : 2,500,000,000, y por eso doblar el ancho de un molde de tarta necesita cuatro veces la masa y no dos.
Ahora tú
Antes 2 : 5, después 3 : 5, y la segunda cantidad no cambia. ¿Cuántas partes ganó la primera?
Antes 1 : 3, después 3 : 3, y la segunda cantidad no cambia. ¿Cuántas partes ganó la primera?
¿Cómo se distingue la directa de la inversa en un problema con palabras?
Pregunta qué le pasa a la segunda cantidad cuando la primera se dobla. Si también se dobla, la relación es directa; si se reduce a la mitad, la relación es inversa. Tres bolígrafos cuestan 6, así que seis bolígrafos cuestan 12: doblar los bolígrafos dobla el coste, que es directo. Cuatro obreros tardan 6 días en pintar una valla, así que ocho obreros tardan 3 días: doblar los obreros reduce a la mitad el tiempo, que es inverso. La prueba funciona porque una relación directa mantiene fijo el cociente y una inversa mantiene fijo el producto. En el ejemplo de los bolígrafos, 6 ÷ 3 = 12 ÷ 6 = 2, el precio de un bolígrafo. En el ejemplo de la valla, 4 × 6 = 8 × 3 = 24, el total de días-obrero. Cuidado con un cargo fijo. Un taxi que cobra 5 más 2 por kilómetro cuesta 25 por 10 km pero 45 por 20 km, así que doblar la distancia no dobla el coste, y la relación no es ninguna de las dos.
| Situación | Doblar la primera… | Tipo |
|---|---|---|
| litros de combustible y distancia recorrida | dobla la distancia | directa |
| velocidad y duración del viaje | divide el tiempo a la mitad | inversa |
| obreros y días para terminar | divide los días a la mitad | inversa |
| horas trabajadas y paga | dobla la paga | directa |
Si ni el cociente ni el producto son constantes en los datos que te dieron, la relación no es proporcional en absoluto, y ninguna cantidad de escalado la hará portarse bien.
Los cuatro errores que conviene nombrar
- Dividir entre una parte en vez de entre el total. Repartir en 4 : 5 significa dividir entre 9. Escribe el total primero, todas las veces.
- Promediar dos velocidades. Distancia total entre tiempo total. El tramo lento dura más, así que cuenta más.
- Convertir la mitad de una unidad compuesta. De km/ hacen falta el arriba y el abajo.
- Escalar el área por el factor de longitud. Las longitudes van por k, las áreas por , los volúmenes por .
Adónde lleva esto
La razón es las fracciones usadas para comparar partes en vez de describirlas, así que fracciones equivalentes y números mixtos es el tema que hay debajo, y los porcentajes son una razón con el total fijado en cien. Nombrar la constante de proporcionalidad es el primer paso hacia la notación algebraica (en inglés), y la recta que pasa por el origen es donde toman el relevo las ecuaciones (en inglés).
Tu turno
Tres para practicar: toca tu respuesta.
Simplifica 12 : 18
Reparte $30 en la razón 2 : 1. La parte mayor es
3 bolígrafos cuestan $4.50. Un bolígrafo cuesta
Preguntas y respuestas
- ¿Cómo se reparte una cantidad en una razón dada?
- Suma las partes de la razón, divide la cantidad entre ese total para hallar una parte, y multiplica. Para repartir 360 en razón 4:5, hay 9 partes, así que una parte es 40, y las porciones son 160 y 200. La comprobación es que las porciones vuelven a sumar 360 - lo que caza el despiste común de dividir entre 4 o entre 5 en vez de entre 9.
- ¿Cuál es la diferencia entre una razón y una fracción?
- Una razón compara dos partes entre sí; una fracción compara una parte con el todo. Si rojo y azul están en razón 2:3, entonces el rojo es del total, no . Convertir entre las dos exige sumar primero las partes de la razón para construir el todo. La mayoría de los errores con razones son esta conversión hecha de cabeza y saltada.
- ¿Qué es el método unitario?
- Halla el valor de una unidad y multiplica hasta lo que necesites. Si 7 cuadernos cuestan 21, uno cuesta 3, así que 12 cuestan 36. Es más lento que un atajo ingenioso y no falla nunca, lo que lo convierte en el método al que recurrir cuando una pregunta de proporción está redactada para confundir. Todo problema de escalado puede hacerse así.
- ¿Cómo se convierte de km/?
- Convierte cada unidad por turno: multiplica por 1000 para pasar kilómetros a metros, y divide entre 3600 para pasar horas a segundos, que juntos significan dividir entre 3.6. Así, 72 km/h son . Hacer las dos conversiones en un solo paso es donde se cuelan los errores de signo del ajuste; tratar el arriba y el abajo por separado lo mantiene honrado.
- ¿Cuál es la diferencia entre proporción directa e inversa?
- En la proporción directa, doblar una cantidad dobla la otra y su razón queda fija: y = kx. En la inversa, doblar una divide la otra a la mitad y su producto queda fijo: xy = k. Que cuatro pintores tarden seis días significa que ocho pintores tardan tres - los días caen cuando los pintores suben, así que lo constante es el trabajo total.
- Si una figura se escala por 3, ¿qué pasa con su área?
- El área se hace nueve veces mayor, porque tanto el largo como el ancho se triplican y el área es su producto. Escalar por k multiplica el área por k al cuadrado y el volumen por k al cubo. Por eso un mapa a 1:50,000 tiene una escala de áreas de 1 a 2,500 millones, y por eso doblar un molde de cocina necesita cuatro veces la masa, no dos.