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La tasa unitaria como pendiente

Entiende las tasas unitarias como la pendiente de una gráfica proporcional y compara tasas dadas en gráficas, tablas y ecuaciones.

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Idea clave

Lo que vas a aprender

Una tasa unitaria te dice cuánto obtienes de una cosa por una unidad de otra: $15 por hora, 29 millas por galón, $0.67 por onza. En esta lección verás que una tasa unitaria y la pendiente de una recta son la misma idea.

Aprenderás a:

  • reconocer una relación proporcional en una tabla, una gráfica y una ecuación y = kx;
  • hallar la tasa unitaria (la constante de proporcionalidad, k) y explicar qué significa con sus unidades;
  • comparar dos tasas dadas de formas diferentes (gráfica, ecuación o tabla);
  • usar la tasa unitaria para predecir valores y decidir qué puntos están en una recta.

Por qué importa en el GED®. Al examen le encantan las preguntas de tasas de la vida real: comparar dos planes de teléfono, dos impresoras o dos carros; "¿qué representa la pendiente?"; "¿cuál es la mejor compra?". Muchas veces verás una tasa en una gráfica y la otra como ecuación o tabla, y tendrás que compararlas.

En la vida real. Los precios unitarios en los estantes de las tiendas, el pago por hora, las millas por galón, la rapidez y la dosis por libra de peso corporal son tasas unitarias.

Vocabulario

  • tasa — una comparación de dos cantidades con unidades diferentes (120 millas con 4 galones).
  • tasa unitaria — una tasa por 1 unidad de la segunda cantidad (30 millas por galón).
  • por (per) — "por cada"; significa dividir (millas por galón = millas ÷ galones).
  • relación proporcional — dos cantidades cuya razón \frac{y}{x} es siempre la misma (2 lb cuestan $3, 4 lb cuestan $6).
  • constante de proporcionalidad (k) — esa razón constante; k = \frac{y}{x} (en y = 3x, k = 3).
  • origen — el punto (0, 0); toda gráfica proporcional pasa por él (0 horas → $0).
  • pendiente — subida entre avance; en una gráfica proporcional, pendiente = k = tasa unitaria.
  • precio unitario — una tasa unitaria en dólares por artículo, por onza, por libra, etc. ($0.67 por onza).

Todas las palabras de Matemáticas en el glosario

Tasa unitaria = pendiente

Graph of distance in miles versus time in hours for a walker. A straight line starts at the origin and passes through (1, 3) and (4, 12). A dashed step shows that for each 1 hour to the right the line rises 3 miles, so the unit rate and slope are 3 miles per hour.01234560369121518Time (hours)Distance (miles)1 hour3 miles(1, 3)(4, 12)

Una relación es proporcional cuando al duplicar una cantidad se duplica la otra, al triplicarla se triplica, y cero da cero. Su gráfica es una recta que pasa por el origen, y su ecuación es

y = kx

donde k es la tasa unitaria.

Por qué la tasa unitaria es la pendiente. Piensa en la caminante de la gráfica: camina 3 millas cada hora. Desde cualquier punto, avanza 1 hora a la derecha y la recta sube 3 millas. Subida entre avance = \frac{3}{1} = 3. Así que la pendiente es exactamente la tasa unitaria: 3 millas por hora.

Tres maneras rápidas de leer la tasa unitaria en una gráfica proporcional:

  1. Busca el valor de y cuando x = 1: ese valor es la tasa unitaria. (En 1 hora, 3 millas).
  2. Divide las coordenadas de cualquier punto marcado: \frac{y}{x}. (\frac{12}{4} = 3).
  3. Usa la fórmula de la pendiente con dos puntos: \frac{12 - 3}{4 - 1} = \frac{9}{3} = 3.
Distance-time graph of a walker, y = 3x, a straight line through the origin. At x = 1 hour the height is 3 miles, which is the unit rate. The point (4, 12) gives 12/4 = 3. A dashed triangle from (1, 3) to (4, 12) shows a run of 3 hours and a rise of 9 miles: 9/3 = 3 miles per hour.1234536912150Time (hours)Distance (miles)run 3 hrise 9 mi(1, 3)(4, 12)at x = 1: 3 mi12/4 = 9/3 = 3 mph
Tres maneras de leer la tasa unitaria de 3 mph

Unidades de la pendiente: siempre son "unidades de y por unidad de x". Distancia (millas) en el eje y y tiempo (horas) en el eje x → millas por hora.

Hallar la tasa unitaria en una tabla, una ecuación o con palabras

En una tabla. Divide y entre x en cada columna. Si todas las razones son iguales, la relación es proporcional y esa razón es la tasa unitaria.

Galones (x)358
Millas (y)87145232

\frac{87}{3} = 29, \frac{145}{5} = 29, \frac{232}{8} = 29 → 29 millas por galón.

Graph of miles against gallons from the table: (3, 87), (5, 145) and (8, 232) lie on one straight line through the origin, y = 29x. A small dashed triangle shows that 1 more gallon gives 29 more miles, so the unit rate is 29 miles per gallon.12345678940801201602002400GallonsMiles1 gal29 mi(3, 87)(5, 145)(8, 232)87/3 = 145/5 = 232/8 = 29
Puntos de la tabla sobre la recta y = 29x

En una ecuación. En y = kx, lee k directamente. y = 1.85x (costo de x libras) → $1.85 por libra. Si la ecuación se ve como 3y = 51x, primero divide los dos lados entre 3: y = 17x, así que k = 17.

Con palabras. "Una bolsa de 12 oz cuesta $8.04" → \frac{8.04}{12} = \$0.67 por onza. La unidad que va después de "por" se pone abajo.

Fracciones. "\frac{2}{3} de milla cada \frac{1}{4} de hora" → \frac{2}{3} \div \frac{1}{4} = \frac{2}{3} \times 4 = \frac{8}{3} mph. Una fracción sobre otra fracción sigue siendo solo numerador ÷ denominador.

¿Proporcional o no? Una recta que no pasa por (0, 0) —por ejemplo, y = 4x + 1— tiene pendiente constante pero no es proporcional, porque \frac{y}{x} cambia (\frac{5}{1} = 5, \frac{9}{2} = 4.5). En la vida real, ese "+1" es una tarifa inicial o una cantidad inicial.

Two lines with the same slope 4. The line y = 4x passes through the origin, so it is proportional: (1, 4) and (2, 8) both give y/x = 4. The line y = 4x + 1 starts at (0, 1), so it is not proportional: (1, 5) gives 5/1 = 5 but (2, 9) gives 9/2 = 4.5.12323456789101112130xy(1, 4)(2, 8)(0, 1)(1, 5)(2, 9)y = 4x: through (0, 0)proportionaly = 4x + 1: starts at 1not proportional
y = 4x es proporcional; y = 4x + 1 no lo es

Comparar tasas dadas de formas diferentes

Las preguntas del GED® muchas veces dan una tasa como gráfica y otra como ecuación o tabla. El plan siempre es el mismo:

  1. Convierte cada una en una tasa unitaria con las mismas unidades.
  2. Compara los números (tasa mayor = más rápido, más por unidad, etc.).
  3. Responde exactamente lo que se pregunta; puede preguntar "por cuánto por minuto" o "cuántos más en 4 horas".

Ejemplo. La gráfica de la impresora A pasa por (5, 90) → \frac{90}{5} = 18 páginas/min. Impresora B: y = 20x → 20 páginas/min. B es más rápida: imprime 20 - 18 = 2 páginas más por minuto. En 10 minutos, B imprime 2 \times 10 = 20 páginas más.

Pages printed against minutes for two printers. Printer A's line passes through (5, 90): 90/5 = 18 pages per minute. Printer B follows y = 20x and passes through (5, 100). B's line is steeper. At 10 minutes A has printed 180 pages and B 200, so B prints 20 more.1234567891040801201602000MinutesPages printedA (5, 90)B (5, 100)180200B: y = 20x → 20 pages/minA: 90/5 = 18 pages/min10 min: B prints200 − 180 = 20 more
Impresora A a 18 páginas/min contra impresora B a 20

En una gráfica con dos rectas proporcionales, la recta más inclinada tiene la mayor tasa unitaria. En "millas contra galones", más inclinada = más millas por galón = más eficiente.

Mejor compra. Con precios, el precio unitario más bajo es la mejor compra: 16 oz por $4.00 ($0.25/oz) es mejor que 12 oz por $3.36 ($0.28/oz).

Cost against ounces for two sizes. The 16-oz size costs 4.00 dollars, a line through (16, 4.00) with slope 0.25 dollars per ounce. The 12-oz size costs 3.36 dollars, a line through (12, 3.36) with slope 0.28 dollars per ounce. The steeper line has the higher unit price, so the 16-oz size is the better buy.481216201234560OuncesCost ($)16 oz, $4.0012 oz, $3.36$3.36 ÷ 12 = $0.28/oz (steeper)$4.00 ÷ 16 = $0.25/oz better buy
Precios unitarios de 25 y 28 centavos por onza como pendientes
Fórmula

Fórmulas

\text{tasa unitaria} = k = \frac{y}{x} \qquad\qquad y = kx
  • k = tasa unitaria (constante de proporcionalidad), en unidades de y por unidad de x
  • x = la entrada (horas, galones, libras…), y = la salida (dólares, millas…)
m = \frac{y_2 - y_1}{x_2 - x_1}
  • En una relación proporcional, la pendiente m es igual a k.

En la hoja de fórmulas del GED®: la fórmula de la pendiente y y = mx + b (una recta proporcional es simplemente b = 0), y distancia = tasa × tiempo, d = rt. No están en la hoja: y = kx y k = \frac{y}{x}; memorízalas (son fáciles: "por" significa dividir).

Ejemplo resuelto

Ejemplo 1 — La tasa unitaria en una gráfica

Problema. Usa la gráfica de la caminata. ¿Qué distancia recorre la caminante en 2.5 horas?

Graph of distance in miles versus time in hours for a walker. A straight line starts at the origin and passes through (1, 3) and (4, 12). A dashed step shows that for each 1 hour to the right the line rises 3 miles, so the unit rate and slope are 3 miles per hour.01234560369121518Time (hours)Distance (miles)1 hour3 miles(1, 3)(4, 12)
Gráfica de la caminata
  1. Tasa unitaria con (4, 12): \frac{12}{4} = 3 millas por hora.
  2. Ecuación: y = 3x.
  3. Con x = 2.5: y = 3(2.5) = 7.5.
Graph of the walker's distance y = 3x. Dashed guides mark (2, 6) and (3, 9), and the point (2.5, 7.5) halfway between them: in 2.5 hours the walker goes 7.5 miles.1234369120Time (hours)Distance (miles)(2, 6)(3, 9)(2.5, 7.5)2.57.5
A las 2.5 horas, la caminante ha recorrido 7.5 millas

Respuesta: 7.5 millas.

Comprobación: 7.5 está a la mitad entre los valores de 2 horas (6 mi) y 3 horas (9 mi) ✓

Ejemplo resuelto

Ejemplo 2 — La mejor compra (vida real)

Problema. El detergente para ropa viene en una botella de 64 oz por $9.60 o en una de 100 oz por $13.00. ¿Cuál es la mejor compra?

  1. Pequeña: \frac{\$9.60}{64 \text{ oz}} = \$0.15 por oz.
  2. Grande: \frac{\$13.00}{100 \text{ oz}} = \$0.13 por oz.
  3. 0.13 < 0.15.
Cost against ounces for two detergent bottles. The 64-oz bottle at 9.60 dollars lies on y = 0.15x (0.15 dollars per ounce). The 100-oz bottle at 13.00 dollars lies on y = 0.13x (0.13 dollars per ounce). The 100-oz line is less steep, so it costs less per ounce and is the better buy.204060801002468101214160OuncesCost ($)64 oz, $9.60100 oz, $13.009.60 ÷ 64 = $0.15 per oz13.00 ÷ 100 = $0.13 per oz (better)
Precios del detergente como rectas: 15 contra 13 centavos por onza

Respuesta: la botella de 100 oz es la mejor compra (2 centavos menos por onza).

Comprobación: 0.15 \times 64 = 9.60 ✓ y 0.13 \times 100 = 13.00 ✓

Ejemplo resuelto

Ejemplo 3 — Interpretar la pendiente

Problema. Una enfermera usa y = 0.6x, donde x es el peso del paciente en kilogramos y y es la dosis en miligramos. ¿Qué significa 0.6 y qué dosis recibe un paciente de 70 kg?

  1. La pendiente 0.6 tiene unidades de mg por kg: 0.6 miligramos de medicina por cada kilogramo de peso corporal.
  2. Dosis: y = 0.6 \times 70 = 42.
Graph of dose y = 0.6x, milligrams against body weight in kilograms, a line through the origin. A dashed triangle shows that 10 more kg adds 6 more mg (6/10 = 0.6 mg per kg). The point (70, 42) shows a 70-kg patient gets 42 mg.102030405060708010203040500Weight (kg)Dose (mg)10 kg6 mg(70, 42)slope = 6/10 = 0.6 mg per kg
Recta de la dosis y = 0.6x que pasa por (70, 42)

Respuesta: 42 mg.

Comprobación: \frac{42}{70} = 0.6 ✓

Ejemplo resuelto

Ejemplo 4 — Comparar una tabla y una ecuación

Problema. El trabajo A paga según la tabla. El trabajo B paga y = 17.25x dólares por x horas. En una semana de 40 horas, ¿qué trabajo paga más y por cuánto?

Horas51020
Pago ($)88176352
  1. Tasa del trabajo A: \frac{88}{5} = 17.60 dólares por hora (comprobación: \frac{352}{20} = 17.60 ✓).
  2. Tasa del trabajo B: 17.25 dólares por hora.
  3. Diferencia por hora: 17.60 - 17.25 = 0.35.
  4. Por semana de 40 horas: 0.35 \times 40 = 14.
Job A pays 88/5 = 17.60 dollars per hour (check 352/20 = 17.60); Job B pays 17.25 dollars per hour. The graph shows the extra pay from Job A, y = 0.35x dollars after x hours, a line through the origin. At 40 hours it reaches (40, 14): Job A pays 14 dollars more per week.102030402468101214160Hours workedExtra pay from Job A ($)Job A: 88 ÷ 5 = $17.60/h; Job B: $17.25/hDifference: 17.60 − 17.25 = $0.35 per hour(40, 14)(20, 7)0.35 × 40 = $14
El pago extra del trabajo A crece 35 centavos por hora, hasta 14 dólares

Respuesta: el trabajo A paga $14 más por semana.

Comprobación: 17.60 \times 40 = 704 y 17.25 \times 40 = 690; 704 - 690 = 14 ✓

Ejemplo resuelto

Ejemplo 5 — Nivel difícil del GED®: trabajar al revés desde la tasa

Problema. La distancia que recorre un carro es proporcional a la gasolina que usa. La gráfica de millas contra galones pasa por (6, 171). ¿Cuántos galones se necesitan para manejar 247 millas?

  1. Tasa unitaria: k = \frac{171}{6} = 28.5 millas por galón. Entonces y = 28.5x.
  2. Haz y = 247: 247 = 28.5x.
  3. Divide: x = \frac{247}{28.5} = 8.\overline{6} \approx 8.67.
Graph of miles against gallons, y = 28.5x, through the origin and (6, 171): 171/6 = 28.5 miles per gallon. Dashed guides show that 247 miles on the line corresponds to 8 2/3 (about 8.67) gallons.12345678910501001502003000GallonsMiles(6, 171)(8 2/3, 247)171247≈ 8.67k = 171/6 = 28.5 mpg
Recta y = 28.5x: 247 millas necesitan unos 8.67 galones

Respuesta: unos 8.67 galones (exactamente 8\frac{2}{3}).

Comprobación: 28.5 \times 8\frac{2}{3} = 28.5 \times \frac{26}{3} = \frac{741}{3} = 247 ✓

Consejo de calculadora

Consejo de calculadora (TI-30XS MultiView)

  • Las tasas unitarias son divisiones: 8.04 ÷ 12 enter → 0.67.
  • Para tasas con fracciones, usa la tecla n/d para cada fracción: n/d 2 ▼ 3 ▶ ÷ n/d 1 ▼ 4 enter da \frac{8}{3}. Oprime toggle para ver 2.666\ldots.
  • Para "cuántas más en 12 galones", puedes hacerlo en una sola línea: ( 120 ÷ 4 − 110 ÷ 5 ) × 12 enter → 96.
  • Cuándo NO usarla: para leer el valor de y en x = 1 en una gráfica, o para leer k en y = kx. Además, con números fáciles como \frac{60}{4}, el cálculo mental es más rápido.
Error común

Errores comunes

  • Dividir al revés. "Millas por galón" es millas ÷ galones, no galones ÷ millas. ✗ \frac{4}{60} ✓ \frac{60}{4}. La unidad que va después de "por" va abajo.
  • Usar el valor de y de un punto como la tasa. El punto (4, 60) no significa $60 por hora. ✗ Significa $60 por 4 horas, así que \frac{60}{4} = \$15 por hora. ✓
  • Creer que toda recta es proporcional. y = 4x + 1 tiene pendiente 4 pero no pasa por (0, 0). ✗ Para ser proporcional necesita un \frac{y}{x} constante y pasar por el origen. ✓
  • Sumar en vez de multiplicar. Desde (8, 6), sumar 2 a los dos da (10, 8), que no está en la recta. ✗ Multiplica los dos por el mismo factor: (16, 12), (4, 3). ✓
  • Quedarse en la tasa. "Cuántas millas más en 4 horas" necesita (diferencia de tasas) × 4, no solo la diferencia de tasas. ✓
  • Comparar totales en tiempos diferentes. Compara tasas unitarias, o compara totales con el mismo valor de x. ✓

Estrategia para el examen

  • Escribe las unidades en todo. Poner "mi/gal" o "$/h" junto a cada número te muestra de inmediato si dividiste en el orden correcto.
  • Usa el atajo de x = 1 en gráficas proporcionales: la altura de la recta en x = 1 es la tasa unitaria.
  • Primero estima. Si un carro recorre 120 millas con 4 galones, la respuesta debe ser "unas 30 mpg"; tacha opciones como 0.03 o 480.
  • Sustituye los puntos para comprobar. Para decidir si un punto está en y = kx, multiplica k por el valor de x y compáralo con y.
  • Responde lo que se pregunta. Las preguntas de tasas muchas veces tienen un segundo paso (una diferencia, un total para varias horas, una "mejor compra"). Vuelve a leer la última oración antes de escoger.
  • Preguntas de interpretación: convierte la pendiente en una oración con unidades ("4.5 galones por minuto") y escoge la opción que diga lo mismo.

Compruébalo

La tasa unitaria como pendiente

The graph shows how much Dana earns for the hours she works.

Graph of earnings in dollars (vertical axis, 0 to 120 in steps of 20) versus hours worked (horizontal axis, 0 to 8). A straight line starts at the origin (0, 0) and passes through the marked point (4, 60) and (8, 120).012345678020406080100120Hours workedEarnings (dollars)(4, 60)
Earnings line through (0, 0) and (4, 60)

What is Dana's hourly pay rate?

Opciones de respuesta
Pista

The unit rate is the amount earned for 1 hour. Use the marked point and divide.

Ver en español

Pregunta

La gráfica muestra cuánto gana Dana según las horas que trabaja.

¿Cuál es el pago por hora de Dana?

Opciones

  • A. $60 por hora
  • B. $0.07 por hora
  • C. $15 por hora
  • D. $240 por hora
Pista

La tasa unitaria es lo que se gana en 1 hora. Usa el punto marcado y divide.

Compruébalo

La tasa unitaria como pendienteSin calculadora

At a farm stand, the cost y (in dollars) of buying x pounds of apples is given by y = 1.85x.

What does the number 1.85 represent?

Opciones de respuesta
Pista

In y = kx, k is how much y changes when x goes up by 1.

Ver en español

Pregunta

En un puesto de una granja, el costo y (en dólares) de comprar x libras de manzanas está dado por y = 1.85x.

¿Qué representa el número 1.85?

Opciones

  • A. el número de libras que se compran por $1
  • B. el costo total de las manzanas
  • C. el número de libras de manzanas que se compran
  • D. el precio de 1 libra de manzanas
Pista

En y = kx, k es cuánto cambia y cuando x aumenta 1.

Resumen

  • Una tasa unitaria es una cantidad por una unidad; "por" significa dividir, con la unidad que sigue a "por" abajo.
  • Una relación proporcional tiene la forma y = kx; su gráfica es una recta que pasa por el origen.
  • La tasa unitaria k es la pendiente de la gráfica: k = \frac{y}{x} para cualquier punto, o el valor de y en x = 1.
  • Las unidades de la pendiente son "unidades de y por unidad de x"; úsalas para interpretar la pendiente con palabras.
  • Para comparar tasas dadas en gráficas, tablas y ecuaciones, primero conviértelas todas en tasas unitarias; la recta más inclinada tiene la mayor tasa.
  • Una recta con una cantidad inicial (y = kx + b, b \ne 0) es lineal pero no es proporcional.
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