R1eDa3zoAS4nV
Ilustracja przedstawia panoramę miasta wieczorem, na niebie widać błyskawicę.

Wielkości wprost proporcjonalne

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

Błyskawica, czyli piorun, jest silnym wyładowaniem elektrostatycznym, które towarzyszy burzy. Grzmot można usłyszeć nawet w odległości 40 km od miejsca uderzenia pioruna. Aby dowiedzieć się, w jakiej odległości uderzył piorun, wystarczy policzyć sekundy dzielące pojawienie się pioruna od wystąpienia grzmotu. Jeśli są to 3 sekundy, to wówczas wiemy iż piorun pojawił się 1000 m od nas, a jeśli 5 sekund, to wówczas wiemy, iż piorun pojawił się w odległości około 1700 m od nas. Możemy zauważyć, że istnieje zależność między czasem po jakim uderza piorun, a odległością uderzenia pioruna.

R16ZrjI4gnK0l
Źródło: Grafika na podstawie:Pexels.com, licencja: CC BY 3.0.
  1. Interaktywna treść merytorycznaInteraktywna treść merytoryczna

  2. AnimacjaAnimacja

  3. Zestaw ćwiczeń interaktywnychZestaw ćwiczeń interaktywnych

  4. SłownikSłownik

Twoje cele
  • Określisz, czy podane wielkości są wprost proporcjonalne.

  • Podasz przykłady wielkości wprost proporcjonalnych.

  • Zapiszesz zależność między wielkościami wprost proporcjonalnymi za pomocą proporcji.

  • Wykorzystasz zdobytą wiedzę do rozwiązywania problemów matematycznych.

1

W życiu codziennym spotykamy się z wieloma sytuacjami, w których iloraz pewnych wielkości jest stały np.:

  • odległość na mapie i odpowiadająca jej odległość w terenie,

  • masa truskawek i wartość zakupionych truskawek,

  • ilość potrzebnej mąki oraz liczba upieczonych bochenków chleba.

Do wyznaczenia zależności pomiędzy tymi wielkościami służą proporcjeproporcjaproporcje.

Wprowadźmy następujące oznaczenia:

a:b – iloraz liczb ab, gdzie b0,
c:d – iloraz liczb cd, gdzie d0.

Wówczas równość dwóch ilorazów a:b=c:d określa się proporcjąproporcjaproporcją, gdzie liczby ad nazywamy wyrazami skrajnymi, a liczby bc wyrazami środkowymi.

Mówimy wtedy, że iloczyn wyrazów skrajnych jest równy iloczynowi wyrazów środkowych, co zapisujemy następująco:

ab=cd, co jest równoważne równaniu a·d=b·c,

Przy użyciu proporcji możemy sprawdzić, czy wielkości są wprost proporcjonalne.

Przeanalizujmy dane przedstawione w poniższej tabeli.

Liczba zeszytów

Koszt zakupu zeszytów

1

4 

3

12 

10

40 

Zauważmy, że wraz ze wzrostem liczby zeszytów, koszt ich zakupu rośnie tyle samo razy. Po podzieleniu dowolnej kwoty z dolnego wiersza tabelki przez odpowiadającą jej liczbę zeszytów zawsze otrzymujemy taki sam wynik.
Wprowadźmy definicję wielkości, które są wprost proporcjonalne.

wielkości wprost proporcjonalne
Definicja: wielkości wprost proporcjonalne

Dane są dwie dodatnie wielkości. Mówimy, że te wielkości są wprost proporcjonalne, jeżeli iloraz odpowiadających sobie wartości tych wielkości jest stały.

Ważne!

Wielkościami wprost proporcjonalnymi nazywamy dwie wielkości zmieniające się w taki sposób, że wzrost lub zmniejszanie się jednej powoduje wzrost lub zmniejszanie się drugiej tyle samo razy.

Wielkościami wprost proporcjonalnymi są na przykład:

  • długość boku kwadratu i jego obwód,

  • waga ziemniaków i koszt ich zakupu,

  • długość drogi i czas potrzebny na jej przebycie przy stałej prędkości.

Przykład 1

Sprawdzimy, czy wielkości ab podane w tabeli są wprost proporcjonalne.

a

b

4

18

12

2,25

6

27

Rozwiązanie:
Obliczymy ilorazy danych wielkości i sprawdzimy, czy są one równe. Otrzymujemy zatem:
184=4,5,
2,2512=2,25·2=4,5,
276=4,5.
Ponieważ ilorazy odpowiadających sobie wartości wielkości ab są równe, zatem wielkości te są wprost proporcjonalne.

Przykład 2

W tabeli przedstawiono wielkości ab, które są wprost proporcjonalne. Wyznaczymy wartości liczb kl.

a

b

5

8

k

17,6

3,2

l

Rozwiązanie:
Ponieważ wielkości ab są wprost proporcjonalne, zatem:
58=k17,6, czyli
5·17,6=8·k
8k=88
k=11
58=3,2l
5·l=8·3,2
5l=25,6
l=5,12

Przykład 3

Słoń porusza się z prędkością 15 ms. Obliczymy:

  1. jaką drogę przebędzie słoń w czasie 18 s,

  2. po jakim czasie słoń przebędzie drogę długości 180 m.

Rozwiązanie:
Zauważmy, że długość drogi, jaką pokonuje słoń jest wprost proporcjonalna do upływającego czasu.
Prędkość 15 ms oznacza, że słoń w ciągu 1 s pokonuje drogę długości 15 m.

  1. Niech s będzie długością drogi (wyrażoną w metrach), jaką przebędzie słoń w czasie 18 s.
    Zatem:
    151=s18
    Wobec tego:
    s=15·18=270
    W ciągu 18 s słoń przebędzie drogę długości 270 m.

  2. Niech t będzie czasem (wyrażonym w sekundach), po jakim słoń przebędzie drogę długości 180 m.
    Zatem:
    151=180t
    Wobec tego:
    15·t=180
    t=12
    Słoń przebędzie drogę długości 180 m w ciągu 12 s.

Przykład 4

Zauważmy, że jeśli dwie dodatnie wielkości xy są wprost proporcjonalne, to zachodzi następująca zależność:
y=a·x, gdzie a jest pewną stałą.
Wykażemy, że zachodzą następujące zależności: a=yx oraz x=ya.

Rozwiązanie:
Ponieważ pomiędzy wielkościami wprost proporcjonalnymi zachodzi zależność:
y=a·x, zatem:

  • po podzieleniu obu stron tej równości przez liczbę x otrzymujemy, że a=yx,

  • po podzieleniu obu stron tej równości przez liczbę a otrzymujemy, że x=ya.

Ciekawostka

Liczbę a, która wyraża zależność a=yx pomiędzy dodatnimi wielkościami xy nazywamy współczynnikiem proporcjonalności.

Przykład 5

W sklepie spożywczym można zakupić różne produkty w promocji.

Rix0jeHlSLNdL
Źródło: Grafika na podstawie: Pexels.com, licencja: CC BY 3.0.

Obliczymy, ile trzeba zapłacić za 1,5 kg sera żółtego.

Rozwiązanie:

Wiadomo, że 1,5 kg=150 dag.

Przedstawmy dane z zadania w tabeli:

Waga dag

Cena 

20

3,20

150

x

Układamy i rozwiązujemy równanie zapisane w postaci proporcji:

203,20=150x

Zatem 20·x=3,2·150, czyli
x=3,2·15020=482=24

Zatem za 1,5 kg sera żółtego trzeba zapłacić 24 .

Przykład 6

Sznurek rozcięto na dwa mniejsze kawałki, których stosunek długości wynosi 3:7. Wyznaczymy, jaka jest długość każdej części, jeżeli mniejsza część jest o 16 krótsza od większej części.

Rozwiązanie:
Wprowadźmy następujące oznaczenia:
x – długość krótszej części sznurka
x+16 – długość dłuższej części sznurka
Układamy i rozwiązujemy równanie zapisane w postaci proporcji:
37=xx+16, zatem  7·x=3·x+16
7x=3x+48
4x=48
x=12
Po rozwiązaniu równania otrzymujemy, że x=12, zatem krótsza część sznurka ma długość 12, a dłuższa 28.

Notatnik

R1BCtB4Yf0usb
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
2

Animacja

Zapoznaj się z animacją dotyczącą wielkości wprost proporcjonalnych, a następnie wykonaj poniższe polecenia.

R9X1X6BFh1ssv1
Animacja przedstawia przykłady wielkości wprost proporcjonalnych.
Polecenie 1

W tabeli przedstawiono wielkości ab, które są wprost proporcjonalne. Wyznacz wartości liczb mn.

a

b

12

5

m

3

28,8

n

R1cif53R0b1vW
(Uzupełnij) .
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 2

Rozwiąż krzyżówkę.

R93WOAVnnoOsE
Odpowiedz na pytania lub uzupełnij tekst. 1. Jeżeli liczby są wprost proporcjonalne, to każda z tych liczb jest ..., 2. Mogą być wprost proporcjonalne., 3. Zwiększanie wartości liczby., 4. Równość dwóch ilorazów., 5. Określana dla danej wielkości., 6. Skrajny lub środkowy w proporcji.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 3

Na opakowaniu płynu do prania zaleca się użycie 140ml na 1,5kg bielizny do prania. Oblicz, ile płynu należy wlać do pralki o pojemności 6kg, jeżeli pralka jest wypełniona w całości.

RdxONsm42waG6
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
3

Zestaw ćwiczeń interaktywnych

RQ0BgvgHzDmhh
Ćwiczenie 1
Zaznacz poprawną odpowiedź. Wielkościami wprost proporcjonalnymi są: Możliwe odpowiedzi: 1. liczba jednakowych butelek i objętość płynu, który możemy w nich pomieścić, 2. długość boku kwadratu i jego pole, 3. liczba kupowanych bochenków chleba i reszta, jaką otrzymujemy z podanej kwoty
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R17h4uh5O7rUq
Ćwiczenie 2
Uzupełnij tekst odpowiednimi zwrotami. Mówimy, że dwie 1. wzrostem, 2. dodatnie, 3. odwrotnie, 4. ujemne, 5. spadkiem, 6. wprost wielkości są wprost proporcjonalne, gdy wraz ze 1. wzrostem, 2. dodatnie, 3. odwrotnie, 4. ujemne, 5. spadkiem, 6. wprost jednej wielkości, druga wielkość rośnie tyle samo razy.
Mówimy, że dwie dodatnie wielkości są 1. wzrostem, 2. dodatnie, 3. odwrotnie, 4. ujemne, 5. spadkiem, 6. wprost proporcjonalne, gdy wraz ze 1. wzrostem, 2. dodatnie, 3. odwrotnie, 4. ujemne, 5. spadkiem, 6. wprost wartości jednej wielkości, druga wielkość maleje tyle samo razy.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1Hv5ertmfZ4d1
Ćwiczenie 3
Pogrupuj elementy zgodnie z podanym opisem. Wielkości, które są wprost proporcjonalne: Możliwe odpowiedzi: 1. długość boku kwadratu i długość jego przekątnej, 2. obwód kwadratu i wartość jego pola, 3. długość wysokości i długość boku trójkąta równobocznego, 4. prędkość i czas potrzebny na przejechanie ustalonego odcinka drogi, 5. długość promienia okręgu i jego obwód, 6. długość boku kwadratu i kwadrat długości jego przekątnej Wielkości, które nie są wprost proporcjonalne: Możliwe odpowiedzi: 1. długość boku kwadratu i długość jego przekątnej, 2. obwód kwadratu i wartość jego pola, 3. długość wysokości i długość boku trójkąta równobocznego, 4. prędkość i czas potrzebny na przejechanie ustalonego odcinka drogi, 5. długość promienia okręgu i jego obwód, 6. długość boku kwadratu i kwadrat długości jego przekątnej
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1P9J4qfum49u1
Ćwiczenie 4
Możliwe odpowiedzi: 1. Długość boku rombu i jego obwód., 2. Wzrost człowieka i jego waga., 3. Czas przejazdu samochodu na określonym odcinku trasy i jego prędkość., 4. Masa ziemniaków i wartość ziemniaków.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5

Odpowiedz na pytania:

  1. 50 kilogramów ziemniaków kosztuje 170 . Ile trzeba zapłacić za 12 kilogramów ziemniaków?

  2. Żółw skórzasty w ciągu dwóch godzin pokonuje drogę długości 70 km. Jaką drogę przebędzie po upływie 3,5 h?

RNh0EuV1uQz3j
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R3AbxBWP5aokw
Ćwiczenie 6
Przeciągnij do tabeli odpowiednie liczby wiedząc, że wielkości ab są wprost proporcjonalne.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RpVi1rXglyevZ
Ćwiczenie 7
Zaznacz zdanie, które jest prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Wielkości mogą być wprost proporcjonalne, gdy ich wartości są dodatnie., 2. Istnieją wielkości wprost proporcjonalne, które są liczbami ujemnymi., 3. Liczby 01 są wprost proporcjonalne do każdej pary liczb dodatnich.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 8

Odpowiedz na pytania:

  1. Na upieczenie 12 faworków potrzeba 360 g mąki. Ile mąki potrzeba na wykonanie 20 takich faworków?

  2. Zegar na wieży spóźnia się 4 sekundy w ciągu 5 minut. Po jakim czasie spóźnienie będzie wynosiło 2,4 minuty?

R11qbNHSnYvGX
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
4

Słownik

proporcja
proporcja

równość dwóch ilorazów liczb.

Bibliografia

Cewe A., Krawczyk M., Magryś‑Walczak A., (2017), Zamiast korepetycji z matematyki, Gdańsk: Wydawnictwo Podkowa.

Gancarczyk R., (2021), Egzamin ósmoklasisty - matematyka. Repetytorium, Kraków: Wydawnictwo Greg.

Makowski A., Masłowski T., Toruńska A., (2017), Podręcznik do matematyki dla klasy 7 szkoły podstawowej, Warszawa: Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne.