Matemáticas

Proporciones: 8 ejercicios resueltos y 4 propiedades

En una proporción el producto de los medios es igual al de los extremos: con esa regla hallas cualquier término. 8 ejercicios resueltos, tablas y errores típicos.

Recomendado para: 1º ESO · 2º ESO

Una proporción es la igualdad entre dos razones: 3 : 12 = 5 : 20 se lee “3 es a 12 como 5 es a 20” y es cierta porque ambas razones valen 0,25. La regla que resuelve todos los ejercicios es una sola: el producto de los medios es igual al producto de los extremos.

Los nombres de los términos

En una proporción a : b = c : d los cuatro números tienen un nombre preciso, y confundirlos es el error que estropea todo lo demás.

TérminoPosición en a : b = c : dNombre
aprimeroantecedente de la primera razón, extremo
bsegundoconsecuente de la primera razón, medio
cterceroantecedente de la segunda razón, medio
dcuartoconsecuente de la segunda razón, extremo

Los extremos son el primero y el último, los medios son los del centro. De ahí la propiedad fundamental: b · c = a · d.

Cómo se halla el término desconocido

No hay que memorizar cuatro fórmulas distintas: el mecanismo es siempre el mismo, solo cambia qué pareja multiplicas.

IncógnitaFórmulaEjemplo
primer término (extremo)x = (b · c) : dx : 12 = 5 : 20 → x = (12 · 5) : 20 = 3
segundo término (medio)x = (a · d) : c3 : x = 5 : 20 → x = (3 · 20) : 5 = 12
tercer término (medio)x = (a · d) : b3 : 12 = x : 20 → x = (3 · 20) : 12 = 5
cuarto término (extremo)x = (b · c) : a3 : 12 = 5 : x → x = (12 · 5) : 3 = 20

En la práctica: multiplicas los dos términos conocidos del tipo contrario a la incógnita y divides entre el tercer término conocido.

Las cuatro propiedades que hay que recordar

Además de la propiedad fundamental existen cuatro transformaciones que mantienen cierta la proporción. Sirven sobre todo en los problemas que dan la suma o la diferencia de los términos.

PropiedadDe a : b = c : d obtienesCuándo se usa
invertirb : a = d : cpara llevar la incógnita al numerador
permutar los mediosa : c = b : dpara comparar magnitudes homogéneas
componer(a + b) : b = (c + d) : dcuando el problema da la suma
descomponer(a − b) : b = (c − d) : dcuando el problema da la diferencia

Un ejemplo de la propiedad de componer: si dos partes están entre sí como 3 : 4, al componer obtienes (3 + 4) : 4 = 7 : 4. Si la suma de las dos partes es 84, escribes 84 : x = 7 : 4 y sale enseguida la parte mayor, x = (84 · 4) : 7 = 48. Es el mismo resultado del cuarto ejercicio, donde el total se divide en 7 partes iguales.

Magnitudes directa e inversamente proporcionales

Aquí se concentra la mitad de los errores, porque el esquema de la proporción parece funcionar siempre, pero la forma de escribirla cambia.

Directamente proporcionalesInversamente proporcionales
Si una se duplicala otra se duplicala otra se reduce a la mitad
Se mantiene constantela razón y : xel producto x · y
Fórmulay = k · xy = k : x
Ejemploscuadernos y gasto, horas de trabajo y sueldo, ingredientes de una recetaoperarios y días, velocidad y tiempo de recorrido, número de personas y duración de una reserva

Con magnitudes inversamente proporcionales la proporción se escribe invirtiendo una de las dos razones: 6 operarios son a 4 operarios como los días de los 4 son a los días de los 6.

Los errores más comunes

El primero es escribir una proporción directa donde la relación es inversa: si reduces los operarios y te sale un tiempo más corto, el resultado está mal por muy limpias que sean las cuentas. Antes de calcular, pregúntate siempre si el resultado debe ser mayor o menor que el dato de partida.

El segundo es mezclar unidades de medida: en una proporción entre longitudes no puedes tener centímetros a un lado y metros al otro. Convierte todo antes de aplicar la propiedad fundamental.

El tercero tiene que ver con las áreas. Si amplías una figura con un factor 1,6, las longitudes se multiplican por 1,6 pero las áreas por 1,6² = 2,56, y los volúmenes por 1,6³. Las áreas no son proporcionales a los lados, sino a sus cuadrados.

El cuarto es puramente de cálculo: equivocarse en la división final. Una razón entre números es una fracción, así que conviene simplificar antes de multiplicar, como se hace en las operaciones con fracciones.

Proporciones, porcentajes y ecuaciones

Un porcentaje es una proporción con un término fijado en 100: “el 15% de 240” se escribe 15 : 100 = x : 240. Si te resulta más cómodo este esquema, puedes resolver con proporciones todos los ejercicios de porcentajes, descuentos y subidas incluidos.

Además, aplicar la propiedad fundamental convierte siempre una proporción en una igualdad del tipo a · x = b: a partir de ahí estás resolviendo una ecuación de primer grado, y por eso el último paso es siempre dividir ambos miembros entre el coeficiente de la x.

Cómo afrontar los ejercicios

Los ocho ejercicios de abajo siguen el orden en que el tema se aprende de verdad: primero el cálculo del término desconocido y la comprobación de una proporción, luego los problemas de proporcionalidad directa, el reparto de un total y las escalas, después el caso inverso que hace caer a más estudiantes, y por último la media proporcional y la ampliación a escala, donde la razón entre las áreas no es la de los lados. Cada resultado está verificado rehaciendo el cálculo en sentido contrario.

Ejercicios resueltos

1. Halla el término desconocido: 3 : 12 = 5 : x. base

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  1. Identifico los términos: 3 y x son los extremos, 12 y 5 son los medios.
  2. Aplico la propiedad fundamental: 3 · x = 12 · 5.
  3. Calculo el segundo miembro: 3 · x = 60.
  4. Divido ambos miembros entre 3: x = 60 : 3 = 20.
  5. Comprobación: 3 : 12 = 0,25 y 5 : 20 = 0,25. Las dos razones coinciden.

Resultado: x = 20

2. Comprueba si 8 : 12 = 14 : 21 es una verdadera proporción. base

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  1. No hacen falta las divisiones: basta comparar los dos productos.
  2. Producto de los extremos: 8 · 21 = 168.
  3. Producto de los medios: 12 · 14 = 168.
  4. Los dos productos son iguales, así que la igualdad es una proporción.
  5. Lo confirmo con las fracciones simplificadas: 8/12 = 2/3 y 14/21 = 2/3.

Resultado: Sí, es una proporción (168 = 168)

3. 4 cuadernos cuestan 6,00 €. ¿Cuánto cuestan 7 cuadernos del mismo tipo? base

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  1. Número de cuadernos y gasto son directamente proporcionales: si duplico los cuadernos se duplica el gasto.
  2. Escribo la proporción manteniendo el mismo orden: 4 : 6 = 7 : x.
  3. Aplico la propiedad fundamental: 4 · x = 6 · 7 = 42.
  4. Divido entre 4: x = 42 : 4 = 10,50.
  5. Comprobación con el precio unitario: 6 : 4 = 1,50 € por cuaderno, y 1,50 · 7 = 10,50 €.

Resultado: 10,50 €

4. Reparte 84 caramelos entre Marta y Javier de modo que sus partes estén en la razón 3 : 4. intermedio

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  1. La razón 3 : 4 significa que el total se divide en 3 + 4 = 7 partes iguales.
  2. Calculo el valor de una parte: 84 : 7 = 12 caramelos.
  3. Parte de Marta: 3 · 12 = 36 caramelos.
  4. Parte de Javier: 4 · 12 = 48 caramelos.
  5. Comprobación: 36 + 48 = 84 y 36 : 48 = 3 : 4.

Resultado: Marta 36, Javier 48

5. En un mapa a escala 1 : 200.000 la distancia entre dos ciudades es de 7,5 cm. ¿Cuál es la distancia real en kilómetros? intermedio

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  1. La escala 1 : 200.000 indica que 1 cm del mapa equivale a 200.000 cm reales.
  2. Escribo la proporción: 1 : 200.000 = 7,5 : x.
  3. Aplico la propiedad fundamental: x = 7,5 · 200.000 = 1.500.000 cm.
  4. Convierto: 1.500.000 cm = 15.000 m = 15 km.
  5. Comprobación: 15 km son 1.500.000 cm, y 1.500.000 : 200.000 = 7,5 cm en el mapa.

Resultado: 15 km

6. 6 operarios terminan un trabajo en 10 días. ¿Cuántos días tardan 4 operarios al mismo ritmo? intermedio

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  1. Cuidado: aquí las magnitudes son inversamente proporcionales, porque menos operarios significa más días.
  2. El producto operarios × días se mantiene constante: 6 · 10 = 60 jornadas de trabajo en total.
  3. Divido el trabajo total entre los nuevos operarios: x = 60 : 4 = 15 días.
  4. En forma de proporción hay que invertir una de las razones: 6 : 4 = x : 10.
  5. Comprobación: 4 · 15 = 60, igual que 6 · 10. Con la proporción directa 6 : 10 = 4 : x saldrían unos 6,7 días, es decir menos operarios en menos tiempo: imposible.

Resultado: 15 días

7. Halla la media proporcional x en la proporción continua 4 : x = x : 25. avanzato

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  1. En una proporción continua los dos medios son iguales: aquí ambos son x.
  2. Aplico la propiedad fundamental: x · x = 4 · 25, es decir x² = 100.
  3. Extraigo la raíz cuadrada: x = 10 (tomo el valor positivo, porque se trata de medidas).
  4. Comprobación: 4 : 10 = 0,4 y 10 : 25 = 0,4.
  5. Regla general: la media proporcional de dos números es la raíz cuadrada de su producto.

Resultado: x = 10

8. Una foto mide 15 cm de base y 10 cm de altura. Se amplía hasta que la base llega a 24 cm, sin deformarla. ¿Cuánto mide la nueva altura y cuánto aumenta el área? avanzato

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  1. Sin deformación los lados son proporcionales: 15 : 10 = 24 : x.
  2. Aplico la propiedad fundamental: 15 · x = 10 · 24 = 240, así que x = 240 : 15 = 16 cm.
  3. Calculo el factor de ampliación: 24 : 15 = 1,6 (y en efecto 16 : 10 = 1,6).
  4. Área inicial: 15 · 10 = 150 cm². Área final: 24 · 16 = 384 cm².
  5. Razón entre las áreas: 384 : 150 = 2,56 = 1,6². Las longitudes crecen 1,6 veces, las áreas 1,6² veces.

Resultado: Altura 16 cm; el área pasa a ser 2,56 veces la inicial

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la propiedad fundamental de las proporciones?

En toda proporción a : b = c : d el producto de los medios es igual al producto de los extremos, es decir b · c = a · d. Es la regla con la que se halla cualquier término desconocido y también sirve para comprobar si cuatro números forman realmente una proporción.

¿Cómo se halla el término desconocido de una proporción?

Si la incógnita es un extremo, multiplicas los dos medios y divides entre el extremo conocido. Si la incógnita es un medio, multiplicas los dos extremos y divides entre el medio conocido. En resumen: multiplicas los dos términos del tipo contrario a la incógnita y divides entre el tercer término conocido.

¿Cómo sé si dos magnitudes son directa o inversamente proporcionales?

Pregúntate qué pasa si duplicas la primera magnitud. Si la segunda también se duplica son directamente proporcionales y su razón es constante (cuadernos y gasto). Si la segunda se reduce a la mitad son inversamente proporcionales y lo que se mantiene constante es su producto (operarios y días).

¿Para qué sirve la media proporcional?

Aparece en las proporciones continuas del tipo a : x = x : b, donde x es la raíz cuadrada de a · b. En geometría es la base de los teoremas de Euclides sobre el triángulo rectángulo, en los que la altura es media proporcional entre las dos proyecciones de los catetos.

¿Cómo se resuelven los problemas con la escala de un mapa?

La escala 1 : 200.000 significa que 1 cm del mapa corresponde a 200.000 cm reales. Multiplicas la medida del mapa por el denominador de la escala y conviertes el resultado: 100.000 cm son 1 km, así que basta dividir los centímetros entre 100.000.