Lecția II.2.3 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

Verificăm dacă vârsta și înălțimea sunt mărimi direct proporționale (d.p.). Dacă ar fi d.p., am avea schema:\[ \begin{array}{ccc} 10 \text{ ani} & \dots\dots & 1,50 \text{ m} \\ 14 \text{ ani} & \dots\dots & x \text{ m} \end{array} \]Calculul pentru \( x \):\[ x = \frac{14 \cdot 1,50}{10} = \frac{21}{10} = 2,10 \text{ m} \]Justificare: Mărimile nu sunt direct proporționale deoarece înălțimea nu crește de același număr de ori cu vârsta. Exemplu: Dacă la 10 ani are 1,50 m, la 20 ani ar trebui să aibă \( 1,50 \cdot 2 = 3 \text{ m} \), ceea ce este imposibil. De asemenea, raportul \( \frac{\text{înălțime}}{\text{vârstă}} \) nu este constant:\[ \frac{1,50}{10} = 0,15 \]Pentru 14 ani, dacă ar fi 2,10 m:\[ \frac{2,10}{14} = 0,15 \]Dar creșterea umană este neregulată și se oprește la o anumită vârstă. Răspuns: Nu se poate calcula folosind regula de trei simplă.

Rezolvare detaliată

Pentru a răspunde la această întrebare, trebuie să analizăm dacă relația dintre vârsta unui copil și înălțimea sa este una de proporționalitate.

Pasul 1: Analiza dependenței dintre mărimi

Știm din enunț că, pe măsură ce vârsta copilului se mărește, și înălțimea acestuia crește. Totuși, regula de trei simplă poate fi aplicată doar dacă mărimile sunt **direct proporționale** sau **invers proporționale**.

Pasul 2: Verificarea proporționalității directe

Două mărimi sunt direct proporționale dacă, atunci când una crește de un număr de ori, și cealaltă crește **de același număr de ori**. Să presupunem prin absurd că înălțimea este direct proporțională cu vârsta și să aplicăm regula de trei simplă: \[ \begin{array}{ccc} 10 \text{ ani} & \dots\dots & 1,50 \text{ m} \\ 14 \text{ ani} & \dots\dots & x \text{ m} \end{array} \] \[ x = \frac{14 \cdot 1,50}{10} = \frac{21}{10} = 2,10 \text{ m} \]

Pasul 3: Justificarea matematică și biologică

Deși am obținut un rezultat numeric, acesta nu are fundament real. Dacă proporționalitatea ar fi adevărată, ar însemna că:
  • La vârsta de 20 de ani (dublul vârstei de 10), copilul ar trebui să aibă dublul înălțimii: \( 1,50 \cdot 2 = 3,00 \text{ m} \), ceea ce este biologic imposibil.
  • La naștere (0 ani), înălțimea ar trebui să fie \( 0 \text{ m} \), ceea ce este fals.

Concluzie

Deși ambele mărimi cresc, ele nu cresc în același raport. Înălțimea unui om nu se dublează atunci când vârsta se dublează. Prin urmare, mărimile **nu sunt proporționale**, iar regula de trei simplă **nu poate fi aplicată** pentru a calcula înălțimea la o vârstă diferită.

Rezolvare scurtă:

Presupunem d.p.: \[ 10 \text{ ani} \dots 1,50 \text{ m} \] \[ 14 \text{ ani} \dots x \text{ m} \] \[ x = \frac{14 \cdot 1,50}{10} = 2,10 \text{ m} \] Mărimile nu sunt proporționale (la 20 ani ar avea 3 m, la 0 ani ar avea 0 m). Regula de trei simplă nu se aplică.

Cele mai importante aspecte ale lecției

Regula de trei simplă te ajută să afli o a patra proporțională când cunoști trei valori corelate:
  • Mărimi Direct Proporționale (d.p.): Se înmulțesc numerele de pe diagonală. Dacă \( a \rightarrow b \) și \( c \rightarrow x \), atunci \( x = \frac{c \cdot b}{a} \).
  • Mărimi Invers Proporționale (i.p.): Se înmulțesc numerele de pe aceeași linie. Dacă \( a \rightarrow b \) și \( c \rightarrow x \), atunci \( x = \frac{a \cdot b}{c} \).
Sfat practic: Înainte de a scrie calculul, gândește-te întotdeauna dacă mărimea pe care o cauți trebuie să crească sau să scadă în funcție de datele problemei!
Regula de trei simplă este un procedeu matematic folosit pentru a calcula o valoare necunoscută a unei mărimi fizice, atunci când se cunosc alte trei valori, iar mărimile sunt direct proporționale sau invers proporționale.
Pentru a aplica corect regula, trebuie să stabilim mai întâi tipul de proporționalitate dintre cele două mărimi: directă sau inversă. Se așază întotdeauna mărimile de același fel una sub cealaltă.
Două mărimi sunt direct proporționale dacă, atunci când una crește (sau scade) de un număr de ori, cealaltă crește (sau scade) de același număr de ori.
Schemă de calcul (înmulțire pe diagonală): \[ \begin{matrix} a & \dots\dots (d.p.) \dots\dots & b \\ c & \dots\dots\dots\dots\dots\dots & x \end{matrix} \] \[ x = \frac{c \cdot b}{a} \]
Dacă un scuter consumă 1,8 litri pentru 50 km, cât va consuma pentru 75 km?
\[ \begin{matrix} 50 \text{ km} & \dots\dots (d.p.) \dots\dots & 1,8 \text{ litri} \\ 75 \text{ km} & \dots\dots\dots\dots\dots\dots & x \text{ litri} \end{matrix} \] \[ x = \frac{75 \cdot 1,8}{50} = \frac{135}{50} = 2,7 \text{ litri} \]
Pentru o rețetă destinată pentru 2 persoane sunt necesare 250 g de carne. Câtă carne este necesară pentru 7 persoane?
Numărul de persoane și cantitatea de carne sunt mărimi direct proporționale.
\[ \begin{matrix} 2 \text{ pers.} & \dots & 250 \text{ g} \\ 7 \text{ pers.} & \dots & x \text{ g} \end{matrix} \] \[ x = \frac{7 \cdot 250}{2} = 875 \text{ g} \] Răspuns: 875 g de carne.
Două mărimi sunt invers proporționale dacă, atunci când una crește de un număr de ori, cealaltă scade de același număr de ori (și invers).
Schemă de calcul (înmulțire pe orizontală): \[ \begin{matrix} a & \dots\dots (i.p.) \dots\dots & b \\ c & \dots\dots\dots\dots\dots\dots & x \end{matrix} \] \[ x = \frac{a \cdot b}{c} \]
Dacă 6 dozatoare îmbuteliază o cantitate de suc în 8 ore, în cât timp vor îmbutelia aceeași cantitate 3 dozatoare? (Mai puține dozatoare înseamnă mai mult timp).
\[ \begin{matrix} 6 \text{ dozatoare} & \dots\dots (i.p.) \dots\dots & 8 \text{ ore} \\ 3 \text{ dozatoare} & \dots\dots\dots\dots\dots\dots & x \text{ ore} \end{matrix} \] \[ x = \frac{6 \cdot 8}{3} = 16 \text{ ore} \]
Un cumpărător plătește 120 de lei pentru 8 kg de alimente (aflate la lichidare, unde prețul este invers proporțional cu cantitatea). Cât ar plăti dacă ar cumpăra 30 kg?
Deoarece se precizează că mărimile sunt invers proporționale:
\[ \begin{matrix} 8 \text{ kg} & \dots & 120 \text{ lei} \\ 30 \text{ kg} & \dots & x \text{ lei} \end{matrix} \] \[ x = \frac{8 \cdot 120}{30} = 32 \text{ lei} \] Răspuns: 32 de lei.

Probleme propuse

Ușoară: Trei litri de lapte costă 19,50 lei. Calculează, folosind regula de trei simplă, cât costă 7 litri de lapte.
Cantitatea de lapte și prețul sunt mărimi direct proporționale (d.p.).
\[ \begin{matrix} 3 \text{ litri} & \dots & 19,50 \text{ lei} \\ 7 \text{ litri} & \dots & x \text{ lei} \end{matrix} \] \[ x = \frac{7 \cdot 19,50}{3} = \frac{136,5}{3} = 45,50 \text{ lei} \] Răspuns: 7 litri de lapte costă 45,50 lei.
Medie: Calculează numărul de muncitori necesari pentru a termina o lucrare în 6 ore, știind că 12 muncitori o termină în 8 ore.
Timpul de lucru și numărul de muncitori sunt mărimi invers proporționale (i.p.), deoarece pentru a termina mai repede este nevoie de mai mulți muncitori.
\[ \begin{matrix} 12 \text{ muncitori} & \dots & 8 \text{ ore} \\ x \text{ muncitori} & \dots & 6 \text{ ore} \end{matrix} \] \[ x = \frac{12 \cdot 8}{6} = \frac{96}{6} = 16 \text{ muncitori} \] Răspuns: Sunt necesari 16 muncitori.
Dificilă: O cantitate de sirop este îmbuteliată în 20 de sticle de 1,5 litri fiecare. Câte sticle de 2 litri sunt necesare pentru a îmbutelia aceeași cantitate de sirop?
Capacitatea unei sticle și numărul de sticle necesare pentru o cantitate fixă sunt mărimi invers proporționale (i.p.). (Sticle mai mari = mai puține sticle).
\[ \begin{matrix} 1,5 \text{ litri/sticlă} & \dots & 20 \text{ sticle} \\ 2 \text{ litri/sticlă} & \dots & x \text{ sticle} \end{matrix} \] \[ x = \frac{1,5 \cdot 20}{2} = \frac{30}{2} = 15 \text{ sticle} \] Răspuns: Sunt necesare 15 sticle de 2 litri.

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: