Rq7VEs3HrVoEB
Tło w kolorze łososiowym. Na grafice ukazane są fragmenty osi i układów współrzędnych w dużym przybliżeniu.

Proporcjonalność prosta

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Klient, który kupuje kubki, wie, że koszt zakupionego towaru (o stałej cenie jednostkowej) zależy od liczby zakupionych kubków.

Rpj8c4J1ENBZm
Źródło: dostępny w internecie: Pexels.com, licencja: CC BY-SA 3.0.

Czym więcej kubków kupimy, tym więcej zapłacimy. Powiemy, że kwota, którą należy zapłacić jest proporcjonalna do liczby zakupionych kubków.

Do sformułowania teorii proporcji, która wpłynęła znacząco na rozwój nauk matematycznych, przyczynił się Eudoksos, grecki matematyk, astronom, geograf i filozof (ur. ok. 408 p.n.e.).

Współcześnie z zależnościami proporcjonalnymi spotykamy się na co dzień. Na przykład przygotowując tekst za pomocą komputera często korzystamy z czcionki kroju proporcjonalnego.

Czcionki takie odzwierciedlają naturalny kształt liter. Na przykład litera „i” jest znacznie węższa od litery „w”, ta natomiast jest szersza od litery „u”. W tekście złożonym z użyciem takiej czcionki napisy wyglądają naturalnie. Odległości między środkami sąsiednich znaków są różne (zmieniają się proporcjonalnie).

RlhAARLMl42ic
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Ilustracja przedstawia litery i cyfry wykonane czcionką proporcjonalną.

Napis na ilustracji wzorowany jest na starożytnych łacińskich tekstach i można go przetłumaczyć jako „Nikt nie lubi bólu, nie poszukuje go i nie pożąda, po prostu dlatego, że to jest ból ”. Tekst jest stosowany do demonstracji krojów pisma, kompozycji kolumny itd.

W tym materiale przybliżymy wiadomości związane z proporcjonalnością prostą.

  1. Interaktywna treść merytorycznaInteraktywna treść merytoryczna

  2. Ilustracja interaktywnaIlustracja interaktywna

  3. Zestaw ćwiczeń interaktywnychZestaw ćwiczeń interaktywnych

  4. SłownikSłownik

Twoje cele
  • Rozpoznasz wielkości wprost proporcjonalne.

  • Zilustrujesz graficznie zależność między wielkościami wprost proporcjonalnymi.

  • Dobierzesz model matematyczny do sytuacji z kontekstem realistycznym związanej z wielkościami wprost proporcjonalnymi.

1

Narysujemy kilka trójkątów równobocznych i wyznaczmy obwód każdego z nich.

Rig3DtyKxgYwM
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

LI=1,5+1,5+1,5=4,5
LII=2+2+2=6
LIII=3+3+3=9
LIV=3,5+3,5+3,5=10,5

Obwód trójkąta jest zależny od długości boku tego trójkąta.
Długość boku trójkąta III jest 31,5=2 razy większa od długości boku trójkąta I – obwód trójkąta III jest 94,5=2 razy większy od obwodu trójkąta I.

Długość boku trójkąta IV jest 3,52=1,75 razy większa od długości boku trójkąta II – obwód trójkąta IV jest 10,56=1,75 razy większy od obwodu trójkąta II.

Jeśli długość boku trójkąta zwiększymy, to obwód trójkąta zwiększy się tyle samo razy.

Obliczymy teraz stosunek obwodu każdego trójkąta do długości jego boku.

4,51,5=3       62=3       93=3       10,53,5=3

W każdym przypadku wyznaczony iloraz jest równy 3.

Zatem wraz ze zmianą długości boku trójkąta równobocznego zmienia się jego obwód w taki sposób, że stosunek obwodu do długości boku trójkąta jest stały i wynosi 3. Iloraz ten nazywamy współczynnikiem proporcjonalności.

Jeżeli literą L oznaczymy obwód trójkąta równobocznego, a literą a długość jego boku, to możemy zapisać:
La=3, czyli L=3a.
Obwód trójkąta równobocznego jest trzy razy większy od długości boku tego trójkąta. Mówimy, że obwód jest wprost proporcjonalny do długości boku trójkąta. Liczba 3 to współczynnik proporcjonalności.

R1YfDTUuEfque
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Przykład 1

Pan Grzegorz przygotował powidła ze śliwek. Tabela przedstawia zależność między masą śliwek zakupionych przez pana Grzegorza w kolejnych dniach, a kwotą, którą za nie zapłacił (przy stałej cenie).

Masa śliwek (w kg)

Koszt zakupu śliwek (w )

2

8

3

12

5

20

6

24

10

40

Analizując tabelkę, wnioskujemy, że cena kilograma śliwek była równa.
8:2=4 .
Im więcej śliwek pan Grzegorz kupił, tym więcej zapłacił. Koszt zakupu śliwek wzrasta tyle samo razy, ile razy wzrasta masa śliwek. Masa zakupionych śliwek i koszt zakupu są wielkościami wprost proporcjonalnymi.
Współczynnik proporcjonalności jest równy cenie śliwek.

Dwie wielkości dodatniewielkości wprost proporcjonalneDwie wielkości dodatnie są wprost proporcjonalne (w skrócie: proporcjonalne) wtedy, gdy wraz ze wzrostem jednej wielkości druga wielkość rośnie tyle samo razy.

Przykład 2

Pani Cecylia przygotowała na zimę kompoty z brzoskwiń. Tabela przedstawia zależność między masą brzoskwiń, a liczbą słoików potrzebnych do umieszczenia wykonanych z nich kompotów.

x – masa brzoskwiń (w kg)

y – liczba potrzebnych słoików (w sztukach)

3

6

4,5

9

10,5

21

12

24

Wyznaczymy ilorazy liczb potrzebnych słoików, przez masę brzoskwiń.
63=2      94,5=2      2110,5=2      2412=2
Otrzymane ilorazy są równe i wynoszą 2.
Możemy zapisać:
yx=2 lub y=2x.
Liczba słoików i masa brzoskwiń, to wielkości wprost proporcjonalne. Współczynnik proporcjonalności jest równy 2.

Dwie wielkości x, yproporcjonalność prostaDwie wielkości x, y są wprost proporcjonalne, gdy ich iloraz jest liczbą stałą. Tę stałą liczbę nazywamy współczynnikiem proporcjonalności.

yx=a

a – współczynnik proporcjonalności.
Możemy też zapisać: y=ax.

Przykład 3

Odległość od miejscowości Anowo do miejscowości Benowo jest równa 312 km. Pan Adrian jedzie samochodem ze stałą prędkością. Samochód w ciągu kwadransa pokonuje drogę długości 12 km. Obliczymy, w ciągu ilu godzin pan Adrian dojedzie z miejscowości  Anowo do miejscowości Benowo.

Rl8cpjn5gxKtB
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Długość drogi przebytej przez samochód jest wprost proporcjonalna do czasu jazdy, przy stałej prędkości.
Zatem im dłużej jedzie samochód, tym dłuższą pokona drogę. Obliczamy najpierw, ile kilometrów pokona pan Adrian w ciągu godziny, a następnie czas jazdy z Anowa do Benowa.

R9pQM0ezxxty0
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Odpowiedź:
Pan Adrian dojedzie do Benowa po 6,5 godzinach jazdy.

Przykład 4

Sprawdzimy, czy wielkości zapisane w tabelce są wprost proporcjonalnewielkości wprost proporcjonalnewprost proporcjonalne.

x

y

2

3

6

9

8

12

10

25

Obliczmy ilorazy yx.

32=1,5
96=1,5
128=1,5
2510=2,5
32=96=1282510

Nie wszystkie ilorazy są równe – wielkości x, y nie są wprost proporcjonalne.

Przykład 5

Maszynistka przepisuje 2 strony w ciągu 6 minut. Obliczymy, ile stron przepisze maszynistka w ciągu 9 minut.

Sposób 1:
Zauważmy, że 9 możemy zapisać jako sumę liczb 63. Ale 3 to połowa liczby 6.

9=6+3
RiFuMyl5q1OQb
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Jeśli maszynistka w ciągu 6 minut przepisze 2 strony, to w ciągu połowy tego czasu przepisze 1 stronę, czyli w ciągu 9 minut przepisze 2+1=3 strony.

Odpowiedź:
W ciągu 9 minut maszynistka przepisze 3 strony.

Sposób 2:
Obliczamy najpierw, ile stron maszynistka przepisze w ciągu minuty, a następnie w ciągu 9 minut.

R17zgO5tym9Ys
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Odpowiedź:
W ciągu 9 minut maszynistka przepisze 3 strony.

Sposób 3:
Oznaczmy:
x – czas (w min),
y – liczba przepisanych stron.
Liczba stron przepisanych przez maszynistkę i czas przepisania to wielkości wprost proporcjonalne. Współczynnik proporcjonalności jest równy yx.
Wtedy:

yx=26
yx=13
y=13x

Otrzymaliśmy wzór opisujący zależność między liczbą y przepisanych stron, a czasem x przepisywania.
Jeśli ten czas wynosi 9 minut, to

y=13·9=3

Odpowiedź:
W ciągu 9 minut maszynistka przepisze 3 strony.

Sposób 4:
Oznaczmy:
x – czas (w min),
y – liczba przepisanych stron.
Liczba stron przepisanych przez maszynistkę i czas przepisywania to wielkości wprost proporcjonalne. Zależność między tymi wielkościami można opisać wzorem
y=13·x, gdzie x>0.
Sporządzamy tabelę częściową opisującą powyższą zależność.

x

y

3

1

6

2

12

4

Sporządzamy wykres tej zależności. Zaznaczamy na rysunku punkty 3,1, 6,2, 12,4 odpowiadające danym z tabeli.

RszbkPF2Uvx9a
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

W miejsce x można podstawić dowolną liczbę dodatnią. Zatem wykres leży na półprostej o początku w punkcie 0,0.
Z rysunku odczytujemy, że wciągu 9 minut maszynistka przepisze 3 strony.

R1IyTPjJA5AIB
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Odpowiedź:
W ciągu 9 minut maszynistka przepisze 3 strony.

Ważne!

Zależność między dwiema wielkościami zmiennymi x, y określoną wzorem y=ax, gdzie a>0 nazywamy proporcjonalnością prostą. Liczbę a nazywamy współczynnikiem proporcjonalności.
Wykres proporcjonalności prostej leży na półprostej.

Przykład 6

Obwód wielokąta foremnego jest wprost proporcjonalny do długości boku tego wielokąta. Zależność między obwodem n – kąta foremnego y, a długością jego boku x wyraża wzór y=nx, gdzie n jest liczbą naturalną większą od 2x>0.

Przykład 7

Ilość zużytej przez samochód benzyny jest wprost proporcjonalna do długości drogi przebytej przez ten samochód.
Rysunek przedstawia wykres tej proporcjonalności.

ROr6FRiRIH8wJ
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Przykład 8

Koszt zakupu ogórków (przy stałej cenie) jest wprost proporcjonalny do masy zakupionych ogórków. Wykres tej proporcjonalności przedstawia rysunek.

RKP5dLt0WEmTl
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Przykład 9

Rysunek przedstawia wykres proporcjonalności prostejproporcjonalność prostaproporcjonalności prostej określającej zależność sumy długości krawędzi sześcianu y od długości jego krawędzi x. Współczynnik proporcjonalności jest równy 12.

R1cH0tNTN2N0H
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Przykład 10

Rysunek przedstawia wykres zależności długości drogi s przebytej przez pieszego od czasu t, przy stałej prędkości v

s=v·t
RppliDhhOmQHm
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Notatki

RNYq1TvG0vVee
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
2

Ilustracja interaktywna

1
R1f2NhjERty2i
Ilustracja interaktywna nawiązująca do treści materiału
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Grafika przedstawia układ współrzędnych. Oś pozioma m ma zwrot w prawą stronę i przedstawia masę zakupionej mąki (w kilogramach). Zaznaczone są na niej wartości od 0 do 12, rosnące w prawą stronę o dwie jednostki. Oś pionowa duże K ma zwrot w górę i przedstawia koszt zakupu mąki (w złotych). Zaznaczone są na niej wartości od 0 do 8, rosnące co dwie jednostki. W układzie zaznaczone są dwa punkty o współrzędnych . W układzie poprowadzona jest półprosta rozpoczynająca się w punkcie i przechodząca przez wszystkie punkty zaznaczone na wykresie. Możliwe jest włącznie oraz wyłączenie podświetlania obu osi, półprostej oraz zaznaczonych punktów. Na grafice zaznaczono kolejnymi cyframi punkty interaktywne zawierające tekst wraz z nagraniem o treści tożsamej z tym tekstem. Cyfrą jeden oznaczony jest koniec półprostej. Pod nią znajduje się tekst: Jeśli masa zakupionej mąki się zwiększa, to również koszt zakupu się zwiększa. Cyfrą dwa oznaczony jest punkt o współrzędnych . Pod nią znajduje się tekst: Stosunek kosztu zakupu do masy zakupionej mąki jest równy 32=1,5. Cyfrą trzy oznaczony jest punkt o współrzędnych . Pod nią znajduje się tekst: Stosunek kosztu zakupu do masy zakupionej mąki jest równy 64=32=1,5. Cyfra cztery umieszczona jest po lewej stronie górnej części osi pionowej duże K. Pod nią znajduje się tekst: Koszt K zakupu mąki przy cenie kilograma mąki równej 1,50 złotego wyraża się wzorem:
K=1,50m, gdzie m – masa mąki w kilogramach. Koszt zakupu i masa mąki to wielkości wprost proporcjonalne. Współczynnik proporcjonalności jest równy cenie mąki, czyli wynosi jeden i pięć dziesiątych. Cyfry pięć i sześć znajdują się w prawym górnym rogu grafiki. Pod cyfrą pięć znajduje się tekst: Wykres opisuje, jak zmienia się koszt zakupu K w zależności od masy m zakupionej mąki, przy stałej cenie c. Pod cyfrą sześć znajduje się podsumowanie: Zależność między dwoma wielkościami zmiennymi x, y określoną wzorem y=ax, gdzie a>0  nazywamy proporcjonalnością prostą. Liczbę a nazywamy współczynnikiem proporcjonalności.

Polecenie 1

Długość drogi (s) przebytej przez samochód i ilość zużytego przez samochód paliwa (x) to wielkości wprost proporcjonalne. Na wykresie tej proporcjonalności leży punkt 70,595. Zapisz wzór tej proporcjonalności.

RwFHFZv3Xv90m
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 2

Rysunek przedstawia wykres proporcjonalności prostej. Odczytaj z wykresu współczynnik tej proporcjonalności.

R1IiS1OYGo2Yx
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

W układzie współrzędnych prosta proporcjonalności przechodzi przez punkty 0,0, 4,1 oraz 8,2. Wyznacz współczynnik tej proporcjonalności.

RfVar1WqM2ceR
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 3

Dwie wielkości są wprost proporcjonalne. Współczynnik proporcjonalności jest równy 4. Jedna z tych wielkości jest równa 5. Oblicz drugą z tych wielkości.

R1HFH4uyiDIHx
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
3

Zestaw ćwiczeń interaktywnych

R1GRK00WxE8w8
Ćwiczenie 1
Za 2 kg jabłek trzeba zapłacić 5 . Ile trzeba zapłacić za 1,5 kg tych jabłek? Możliwe odpowiedzi: 1. , 2. , 3. , 4.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2

Wielkości x, y opisane w tabeli są wprost proporcjonalne.

x

y

3,4

23,8

5

35

6,2

k

R1LbbwvAj3cnn
Liczba k jest równa Możliwe odpowiedzi: 1. 46,2, 2. 31, 3. 43,4, 4. 41,2
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R1b5JKxhxHzdW
Przeciągnij opis wielkości na odpowiednie pola. Wielkości wprost proporcjonalne Możliwe odpowiedzi: 1. Wzrost człowieka i jego wiek., 2. Długość odcinka na mapie i długość odcinka w rzeczywistości, przy ustalonej cenie., 3. Obwód sześciokąta foremnego i długość boku tego sześciokąta., 4. Długość boku kwadratu i długość jego przekątnej., 5. Wysokość trójkąta i długość jego podstawy., 6. Długość boku kwadratu i jego pole., 7. Wiek człowieka i masa jego ciała., 8. Wartość towaru i jego ilość, przy ustalonej cenie. Wielkości, które nie są wprost proporcjonalne. Możliwe odpowiedzi: 1. Wzrost człowieka i jego wiek., 2. Długość odcinka na mapie i długość odcinka w rzeczywistości, przy ustalonej cenie., 3. Obwód sześciokąta foremnego i długość boku tego sześciokąta., 4. Długość boku kwadratu i długość jego przekątnej., 5. Wysokość trójkąta i długość jego podstawy., 6. Długość boku kwadratu i jego pole., 7. Wiek człowieka i masa jego ciała., 8. Wartość towaru i jego ilość, przy ustalonej cenie.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
RQzHmzpKFCmKG
Uzupełnij zdania, wpisując odpowiednie liczby. Samochód pokonał trasę z miejscowości A do miejscowości B długości 372 km ze średnią prędkością 62 kmh. Pokonanie tej trasy zajęło mu (6) godzin.
Gdyby samochód jechał z prędkością o 31 kmh większą, to w tym samym czasie pokonałby drogę długości (558) km. Jednocześnie na pokonanie trasy z A do B potrzebowałby o (2) h mniej.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1UUAGhtlxXms
Ćwiczenie 5
Łączenie par. Odległość między dwiema miejscowościami A i B jest równa 20 km, a na mapie ta odległość wynosi 4 cm.
Zaznacz, które zdanie jest prawdziwe, a które fałszywe.. . Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. . Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. . Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz. . Możliwe odpowiedzi: Prawda, Fałsz
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 6
R110poiLRFYwa
Pani Sandra na przygotowanie zupy pomidorowej dla czteroosobowej rodziny potrzebuje 60 dag mięsa wieprzowego.
Dopasuj odpowiedź do pytania. Ile kilogramów mięsa musi zakupić pani Sandra, na przygotowanie zupy pomidorowej dla 26 osób? Możliwe odpowiedzi: 1. 3,9 kg, 2. 2 kg, 3. 1,2 kg, 4. 1,8 kg, 5. 2,1 kg Ile kilogramów mięsa musi zakupić pani Sandra, na przygotowanie zupy pomidorowej dla 12 osób? Możliwe odpowiedzi: 1. 3,9 kg, 2. 2 kg, 3. 1,2 kg, 4. 1,8 kg, 5. 2,1 kg Ile kilogramów mięsa musi zakupić pani Sandra, na przygotowanie zupy pomidorowej dla 14 osób? Możliwe odpowiedzi: 1. 3,9 kg, 2. 2 kg, 3. 1,2 kg, 4. 1,8 kg, 5. 2,1 kg le kilogramów mięsa musi zakupić pani Sandra, na przygotowanie zupy pomidorowej dla 8 osób? Możliwe odpowiedzi: 1. 3,9 kg, 2. 2 kg, 3. 1,2 kg, 4. 1,8 kg, 5. 2,1 kg le kilogramów mięsa musi zakupić pani Sandra, na przygotowanie zupy pomidorowej dla 20 osób? Możliwe odpowiedzi: 1. 3,9 kg, 2. 2 kg, 3. 1,2 kg, 4. 1,8 kg, 5. 2,1 kg
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 7

Wielkości x, y zapisane w tabeli są wprost proporcjonalne.

x

y

2

1

4

2

6

3

8

4

Sprządź wykres tej proporcjonalności.

Opisz wykres tej proporcjonalności.

R26anejj8O0b2
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RlTJqAvNgxGIv
Szkicownik
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 8

Przy cenie książki 50  za sztukę, koszt (y) książek jest wprost proporcjonalny do ich liczby (x).

Zapisz w postaci wzoru podaną zależność i przedstaw ją graficznie.

Zapisz w postaci wzoru podaną zależność i opisz jej wykres.

R9nAjqQM4ph29
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RRCEilT2mqaIc
Szkicownik
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
4

Słownik

wielkości wprost proporcjonalne
wielkości wprost proporcjonalne

dwie dodatnie wielkości są wprost proporcjonalne (w skrócie: proporcjonalne) wtedy, gdy wraz ze wzrostem jednej wielkości druga wielkość rośnie tyle samo razy.

proporcjonalność prosta
proporcjonalność prosta

zależność między dwoma wielkościami wprost proporcjonalnymi x, y. Iloraz yx jest liczbą stałą. Tę stałą liczbę a nazywamy współczynnikiem proporcjonalności:

yx=a

Bibliografia

Szurek M., (2023), Spacery matematyczne. Zachwyć się liczbami i figurami!, Warszawa: Wydawnictwo K. Pazdro.