Lecția II.5 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

Două mărimi sunt direct proporționale dacă raportul lor este constant (\( \frac{x}{y} = k \)).
a)
numărul de robinete și cantitatea de apă
\( \frac{\text{cantitate apă}}{\text{nr. robinete}} = \text{debitul unui robinet} = \text{constant} \) Mărimile sunt direct proporționale.
b)
numărul de robinete și timpul de umplere
Dacă nr. robinete crește \(\implies\) timpul scade. Produsul este constant, nu raportul. Mărimile nu sunt direct proporționale.
c)
numărul de borcane și cantitatea de dulceață
\( \frac{\text{cantitate dulceață}}{\text{nr. borcane}} = \text{capacitatea unui borcan} = \text{constant} \) Mărimile sunt direct proporționale.
d)
timpul și distanța (v = constant)
\( d = v \cdot t \implies \frac{d}{t} = v = \text{constant} \) Mărimile sunt direct proporționale.
e)
cantitatea de lapte și cantitatea de unt
\( \frac{\text{cantitate unt}}{\text{cantitate lapte}} = \text{procent de grăsime} = \text{constant} \) Mărimile sunt direct proporționale.
f)
viteza și timpul (d = constant)
\( v \cdot t = d = \text{constant} \) Mărimile nu sunt direct proporționale.

Rezolvare detaliată

Analizarea conceptului de mărimi direct proporționale

Conform definiției, două mărimi sunt direct proporționale dacă, atunci când una crește (sau scade) de un anumit număr de ori, și cealaltă mărime se mărește (sau se micșorează) de același număr de ori. Matematic, raportul dintre valorile lor este constant: \( \frac{x}{y} = k \).

Analizarea fiecărui caz în parte

a) numărul de robinete cu același debit și cantitatea totală de apă care curge prin ele într-un interval de timp

Dacă dublăm numărul de robinete, cantitatea de apă care va curge în același timp se va dubla și ea. Deoarece ambele mărimi cresc în aceeași măsură, raportul lor este constant. Concluzie: Mărimile sunt direct proporționale.

b) numărul de robinete de același debit și timpul necesar umplerii unui rezervor

Dacă mărim numărul de robinete, timpul necesar pentru a umple același rezervor se va micșora (rezervorul se umple mai repede). Deoarece o mărime crește și cealaltă scade, acestea nu sunt direct proporționale (sunt invers proporționale). Concluzie: Mărimile nu sunt direct proporționale.

c) numărul de borcane de același fel și cantitatea de dulceață care se ambalează în ele

Dacă avem de 3 ori mai multe borcane identice, vom putea pune în ele o cantitate de de 3 ori mai mare de dulceață. Raportul \( \frac{\text{cantitate}}{\text{număr borcane}} \) reprezintă capacitatea unui borcan, care este constantă. Concluzie: Mărimile sunt direct proporționale.

d) timpul și distanța, dacă viteza este constantă

Folosim formula distanței: \( d = v \cdot t \). Dacă viteza \( v \) este constantă, atunci raportul \( \frac{d}{t} = v \) rămâne constant. Dacă timpul se dublează, și distanța parcursă se dublează. Concluzie: Mărimile sunt direct proporționale.

e) cantitatea de lapte și cantitatea de unt care se obține din el

Procentul de grăsime (unt) din lapte este considerat constant pentru un anumit tip de lapte. Dacă folosim o cantitate dublă de lapte, vom obține o cantitate dublă de unt. Concluzie: Mărimile sunt direct proporționale.

f) viteza și timpul, dacă distanța este aceeași

Din formula \( d = v \cdot t \), dacă distanța \( d \) este fixă, atunci produsul \( v \cdot t \) este constant. Dacă mărim viteza, timpul necesar parcurgerii distanței va scădea. Concluzie: Mărimile nu sunt direct proporționale.

Rezolvare scurtă:

a) Direct proporționale (\( \frac{Q}{n} = \text{const} \)); b) Nu (\( n \uparrow, t \downarrow \)); c) Direct proporționale (\( \frac{m}{n} = \text{const} \)); d) Direct proporționale (\( \frac{d}{t} = v = \text{const} \)); e) Direct proporționale (\( \frac{m_{unt}}{m_{lapte}} = \text{const} \)); f) Nu (\( v \cdot t = d = \text{const} \)).

Cele mai importante aspecte ale lecției

  • Mărimile direct proporționale cresc sau descresc de același număr de ori. Două valori, \(a\) și \(b\), sunt direct proporționale dacă raportul lor este constant: \( \frac{a}{b} = k \).
  • Numărul \(k\) se numește coeficient de proporționalitate. Exprimarea mărimii necunoscute se face prin formula \( a = k \cdot b \).
  • Dacă avem un șir de rapoarte egale, valoarea acestora nu se schimbă dacă adunăm toți numărătorii între ei și îi împărțim la suma tuturor numitorilor: \( \frac{a_1}{b_1} = \frac{a_2}{b_2} = \frac{a_1 + a_2}{b_1 + b_2} = k \). Această regulă este esențială atunci când cunoaștem suma totală a mărimilor necunoscute.
Două mărimi se numesc direct proporționale dacă depind una de alta astfel încât, atunci când măsura uneia se mărește (sau se micșorează) de un număr de ori, măsura celeilalte se mărește (sau se micșorează) de același număr de ori.
Două sau mai multe numere \( a_1, a_2, \dots, a_n \) sunt direct proporționale cu numerele \( b_1, b_2, \dots, b_n \) dacă formează un șir de rapoarte egale: \[ \frac{a_1}{b_1} = \frac{a_2}{b_2} = \dots = \frac{a_n}{b_n} = k \]
Numărul \( k \neq 0 \) se numește coeficient de proporționalitate. Din relația \( \frac{a}{b} = k \), rezultă că \( a = k \cdot b \).
Dacă un buchet de 3 trandafiri costă 22,50 lei, prețul unui singur trandafir (coeficientul \( k \)) este \( 22,50 : 3 = 7,50 \) lei.

Tabelul de mai jos ilustrează proporționalitatea directă (prețul total se obține înmulțind numărul de trandafiri cu \( 7,50 \)):
Numărul de trandafiri (\( n \)) 1 3 5 7
Prețul în lei (\( p \)) 7,50 22,50 37,50 52,50
Oricare ar fi un șir de rapoarte egale, fiecare raport este egal cu raportul dintre suma numărătorilor și suma numitorilor.
\[ \frac{a_1}{b_1} = \frac{a_2}{b_2} = \dots = \frac{a_n}{b_n} = \frac{a_1 + a_2 + \dots + a_n}{b_1 + b_2 + \dots + b_n} = k \]
Știind că numerele \( a, b \) și \( c \) sunt direct proporționale cu 2, 3 și 5, iar suma lor este 30, aflați cele trei numere.
Scriem șirul de rapoarte egale și aplicăm proprietatea sumei: \[ \frac{a}{2} = \frac{b}{3} = \frac{c}{5} = \frac{a + b + c}{2 + 3 + 5} = \frac{30}{10} = 3 \] Coeficientul de proporționalitate este \( k = 3 \). Prin urmare:
\( a = 2 \cdot 3 = 6 \)
\( b = 3 \cdot 3 = 9 \)
\( c = 5 \cdot 3 = 15 \)
Greutatea unui corp, notată cu \( G \), este o mărime fizică direct proporțională cu masa corpului, notată cu \( m \).
\[ G = m \cdot g \] Unde \( g \) este accelerația gravitațională a Pământului (\( g \approx 9,8 \text{ m/s}^2 \)) și reprezintă coeficientul de proporționalitate.
Deși în limbajul curent se face des confuzie între masă și greutate, ele sunt mărimi distincte (masa se măsoară în kilograme, iar greutatea în newtoni, obținându-se prin înmulțirea masei cu \( g \)).

Probleme de exersare

Ușoară: Verificați dacă numerele 15 și 35 sunt direct proporționale cu numerele 3 și 7. Care este coeficientul de proporționalitate?
Calculăm valoarea fiecărui raport:
\( \frac{15}{3} = 5 \)
\( \frac{35}{7} = 5 \)
Deoarece ambele rapoarte sunt egale cu 5, numerele sunt direct proporționale, iar coeficientul de proporționalitate este \( k = 5 \).
Medie: Media aritmetică a trei numere este egală cu 16. Calculați cele trei numere, știind că sunt direct proporționale cu numerele 4, 5 și 7.
Notăm cele trei numere cu \( a, b, c \).
Media aritmetică este 16: \( \frac{a + b + c}{3} = 16 \implies a + b + c = 16 \cdot 3 = 48 \).
Scriem proporționalitatea: \( \frac{a}{4} = \frac{b}{5} = \frac{c}{7} = k \).
Aplicăm proprietatea șirului de rapoarte egale: \[ k = \frac{a + b + c}{4 + 5 + 7} = \frac{48}{16} = 3 \] Aflăm numerele:
\( a = 4 \cdot 3 = 12 \)
\( b = 5 \cdot 3 = 15 \)
\( c = 7 \cdot 3 = 21 \)
Dificilă: Determinați numerele \( x, y \) și \( z \), știind că sunt direct proporționale cu numerele 2, 5, respectiv 7, iar produsul lor este 560.
Din proporționalitatea numerelor, scriem șirul de rapoarte: \[ \frac{x}{2} = \frac{y}{5} = \frac{z}{7} = k \] Exprimăm fiecare număr în funcție de coeficientul \( k \):
\( x = 2k \)
\( y = 5k \)
\( z = 7k \)
Înlocuim în relația produsului:
\( x \cdot y \cdot z = 560 \)
\( (2k) \cdot (5k) \cdot (7k) = 560 \)
\( 70 \cdot k^3 = 560 \)
\( k^3 = 560 : 70 \)
\( k^3 = 8 \)
Deoarece \( 2^3 = 8 \), rezultă că \( k = 2 \).
Calculăm numerele:
\( x = 2 \cdot 2 = 4 \)
\( y = 5 \cdot 2 = 10 \)
\( z = 7 \cdot 2 = 14 \)

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: